專利名稱：一種光纖陀螺繞制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖陀螺的光纖敏感環(huán)，具體是一種制作光纖陀螺轉(zhuǎn)動敏感環(huán)的方法。
背景技術(shù)：
干涉儀光纖陀螺包含兩個主要的部分，一個是光學(xué)干涉儀，一個是光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)。來自光學(xué)干涉儀的光源的光，被分光器分成 兩路，加入光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)的兩端。光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)相對慣性系有轉(zhuǎn)動時，光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)的兩束光產(chǎn)生相位差。這個相位差提供一個光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)測量轉(zhuǎn)動速度的依據(jù)。與光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)相連的光學(xué)干涉儀和相關(guān)電路，獲得這個相位差，因此可以得到光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)相對慣性系的轉(zhuǎn)動速度。為了不降低光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)相對慣性系的靈敏度，要求光纖的走向排列整齊，避免扭曲和折彎?，F(xiàn)有技術(shù)的描繪
光纖陀螺的性能，依賴于光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)的纏繞技術(shù)。光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)由光纖在一個骨架纏繞多層形成。理想的纏繞結(jié)果是，在一個纏繞好的光纖轉(zhuǎn)動敏感環(huán)光中，光纖的行進(jìn)方向，盡可能避免突然的彎曲和扭轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有的光纖纏繞技術(shù)是把光纖按照一定次序，在內(nèi)部一層的基礎(chǔ)上，纏繞新的一層。從內(nèi)部一層的最后一圈到外部一層的第一圈之間，不填充預(yù)先成型材料，僅僅在纏繞過程中，或者在纏繞完成以后，用液體膠水把空隙填滿。通過填充膠水的辦法，來把空隙填滿，會產(chǎn)生一些缺點。例如膠水的熱膨脹系數(shù)與光纖是不一樣的，對光纖陀螺的溫度性能產(chǎn)生擾動。從內(nèi)部一層的最后一圈到外部一層的第一圈之間，光纖行進(jìn)方向的空間曲率半徑，無法按照預(yù)定的設(shè)計精確分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于用預(yù)先成型的襯托物質(zhì)，例如同樣材料的光纖，加入到從內(nèi)部一層的最后一圈到外部一層的第一圈之間光纖的底下。讓工作光纖，沿著預(yù)先成型的襯托物質(zhì)提供的路徑和方向，從內(nèi)部一層纏繞到外部一層的。


圖I光纖纏繞剖面圖 圖2光纖過渡中心簡圖 圖3填補楔塊的。
具體實施例方式光纖陀螺由光纖纏繞在架子上形成轉(zhuǎn)動敏感元件。骨架由核9和兩個相對的邊7和8組成。為了實現(xiàn)光路的互易性，光纖纏繞在骨架的方法，需要保持一定的對稱性。一個實現(xiàn)做法，是在整個光纖中間的一點(C點)開始，把光纖分成兩端(A端和B端)。C點對應(yīng)圖I中的點I。光纖的A端，從點I開始從骨架反面纏繞到點3，再從骨架正面纏繞到點2 ；然后沿著箭頭10的方向這樣一直進(jìn)行，直到點6，再到點5，形成光纖的一個纏繞層。外部一層光纖纏繞層，按照預(yù)先的設(shè)計，可以是本層同端光纖纏繞到頂以后纏繞到外部一層，也可以是內(nèi)部某一層另一端的光纖纏繞到外部一層。一個典型的光纖陀螺的光纖長度有1000米，纏繞在一個直徑O. 08米的核上，纏繞大約3500圈，形成大約100層。為了清楚的說明，在本文件中，我們用一個每層可以纏繞10圈的骨架來表示。
為了嚴(yán)格控制光纖的空間走向，本發(fā)明提出，用預(yù)先成型的襯托物質(zhì)，加入到從內(nèi)部某一層的最后一圈到外部一層的第一圈的光纖的底下。圖I展示一個纏繞3層的光纖敏感環(huán)。圖2展示從Z軸方向看過去的X-Y平面上光纖橫截面中心的極坐標(biāo)表示。光纖中橫截面中心的任何一點，可以用三維極坐標(biāo)(r，θ，ζ)表示。T=T1 + Α* Θ，A = (r2 - T1 ) /180 在同一層中，r是不變的。Θ改變360度，Z改變一個光纖直徑的長度。點a和b所在的圓代表第二層光纖。點c和d所在的圓代表第三層光纖。點b代表第二層光纖纏繞到骨架邊的位置。假定接下來光纖從點b纏繞到第三層。如果沒有預(yù)先成型的襯托物質(zhì)，光纖從點b行進(jìn)到到第三層的位置點e，與光纖的纏繞拉力和方向有關(guān)，每次都有可能是不一樣的。為了光纖行進(jìn)方向的空間曲率半徑，按照預(yù)定的設(shè)計精確分布，可以在點b到點e之間，預(yù)先放置預(yù)先成型的襯托物質(zhì)。一個實現(xiàn)預(yù)先成型的襯托物質(zhì)，如圖3所示點12與點b相連。襯托物質(zhì)表面可以有一個凹槽11，使得纏繞的光纖準(zhǔn)確的沿著這個凹槽行進(jìn)。凹槽的空間曲率半徑，可以是任何預(yù)定的分布。一個實現(xiàn)的分布是線性的，每個從內(nèi)部層到外部層行進(jìn)光纖的空間走向，都可以按照這個方法，做精確的設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一個光纖陀螺的繞制方法，包含把光纖繞到一個骨架上，該骨架包含一個中心核和兩邊相對的邊，其特征在于，繞制方法還包含下列的步驟 (a)從欲纏繞的光纖中選定一個點； (b)從所說光纖的所說點開始，用光纖的一端，從骨架的一邊開始沿著骨架的核，沿著一個方向纏繞，直到相對的邊，構(gòu)成光纖陀螺的一個光纖層； (C)用光纖的同一端，或者是用光纖的另外一端，在內(nèi)部一個光纖層的基礎(chǔ)上，纏繞一個光纖層； 用光纖的同一端，或者是用光纖的另外一端，在內(nèi)部一個光纖層的基礎(chǔ)上，繼續(xù)纏繞一個光纖層，直到纏繞所希望的層數(shù)； 在光纖從內(nèi)部一層纏繞到外部一層的地方，填充預(yù)先成型的材料，并且讓光纖沿著填充材料的限定路徑和空間走向，從所說的從內(nèi)部一層纏繞到外部一層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一個光纖陀螺的繞制方法，其特征在于，所述的預(yù)先成型的材料，在光纖敏感環(huán)的多個從內(nèi)部一層纏繞到外部一層的地方填充。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一個光纖陀螺的繞制方法，其特征在于，所述的預(yù)先成型的材料，是工作光纖同樣的材料。
全文摘要
本發(fā)明涉公開了一種光纖陀螺繞制的方法，光纖陀螺相對慣性系有轉(zhuǎn)動時，它能夠測出轉(zhuǎn)動的角速度。光纖陀螺由光纖纏繞在架子上形成轉(zhuǎn)動敏感元件。光纖纏繞的方法對光纖陀螺的性能有直接的關(guān)系。本發(fā)明提出一種光纖陀螺的纏繞方法。為了實現(xiàn)優(yōu)良的纏繞效果，本方法在光纖纏繞的過程中，在光纖由內(nèi)部層到外部層前進(jìn)的時候，填補預(yù)先成型的材料，引導(dǎo)光纖按照預(yù)定的路徑和方向前進(jìn)。提高光纖陀螺的電學(xué)性能和機械穩(wěn)定性。
文檔編號G01C25/00GK102661750SQ20121013538
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者姜天樂, 姜慶華, 張琴 申請人:江蘇立萬信息科技有限公司