本發(fā)明涉及光纖陀螺領(lǐng)域，具體涉及一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩及其熱處理方法。

背景技術(shù)：

光纖陀螺是一種集光、機(jī)、電于一體的角速率傳感器，易受磁光法拉第效應(yīng)影響，在光纖環(huán)圈中相向傳輸?shù)膬墒鈺?huì)產(chǎn)生相位差，導(dǎo)致光纖陀螺零偏產(chǎn)生劇烈變化，最終影響了光纖陀螺的使用精度。具體地說(shuō)，光纖陀螺在實(shí)際工作環(huán)境中存在多種磁場(chǎng)，包括：恒定頻率大地磁場(chǎng)、低頻磁場(chǎng)和高頻變頻磁場(chǎng)，但是理論研究和試驗(yàn)研究結(jié)果表明：恒定頻率的大地磁場(chǎng)對(duì)光纖陀螺的影響最大。因此，當(dāng)光纖陀螺隨所在載體做俯仰、翻滾以及航向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)光纖陀螺周?chē)拇艌?chǎng)大小和方向都會(huì)發(fā)生改變，由此影響了其使用精度。

目前國(guó)內(nèi)外各個(gè)光纖陀螺研發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠(chǎng)家普遍采取磁屏蔽技術(shù)辦法來(lái)降低磁場(chǎng)對(duì)陀螺的影響，它可以直接降低作用到光纖環(huán)圈上的磁場(chǎng)強(qiáng)度，降低陀螺磁敏感性，但是由于光纖陀螺裝配以及安裝需求，導(dǎo)致光纖陀螺磁屏蔽罩的設(shè)計(jì)無(wú)法到達(dá)最佳效果，主要存在以下幾點(diǎn)缺陷：

由于材料限制，國(guó)內(nèi)的磁屏蔽材料的核心指標(biāo)初始磁導(dǎo)率相比國(guó)外同類(lèi)材料有較大的差距；由于結(jié)構(gòu)限制，光纖陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域限制了其體積，導(dǎo)致磁屏蔽罩的直徑和高度比遠(yuǎn)大于1：4，無(wú)法避免“端接效應(yīng)”和磁力線(xiàn)穿透屏蔽體范圍；由于重量限制，磁屏蔽罩的厚度一般不超過(guò)1mm，而在同樣厚度的情況下，雙層或多層磁屏蔽罩的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)由于單層磁屏蔽罩的效果；由于光纖陀螺裝配和安裝需求，不可避免地要在磁屏蔽體上開(kāi)孔，必然造成磁散射，降低磁屏蔽效果。上述缺陷，最終導(dǎo)致光纖陀螺磁屏蔽效能大幅降低。

綜上所述，必須提高磁屏蔽材料關(guān)鍵指標(biāo)、研究光纖陀螺磁屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化磁屏蔽罩結(jié)構(gòu)參數(shù)、改進(jìn)磁屏蔽罩加工工藝、優(yōu)化光纖陀螺熱處理工藝，提高磁屏蔽罩的磁屏蔽效能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩及其熱處理方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩，它包括內(nèi)罩和外罩；內(nèi)罩設(shè)在光纖陀 螺外部；外罩設(shè)在內(nèi)罩外部；外罩和內(nèi)罩均為圓柱體結(jié)構(gòu)；外罩和內(nèi)罩的上底面和下底面各有3個(gè)安裝孔，安裝孔為圓孔；內(nèi)罩和外罩分別通過(guò)安裝孔與光纖陀螺連接；外罩和內(nèi)罩的直徑和高度比各均為4：3。

所述外罩和內(nèi)罩之間的徑向最小間隙為15mm。

所述外罩材料為初始磁導(dǎo)率μ0為100000，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7T的1J85鐵鎳軟磁合金材料。

所述內(nèi)罩材料選取初始磁導(dǎo)率μ0為50000，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.5T的1J50鐵鎳軟磁合金材料。

一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩熱處理方法，它包括下列步驟：

步驟1：將屏蔽罩放入高爐內(nèi)，高爐內(nèi)真空度為10Pa內(nèi)，隨爐升溫至1100～1200℃，保溫時(shí)間為3～6h；

步驟2：以第一降溫速率的速度冷卻至第一降溫點(diǎn)480℃，第一降溫速率范圍為100℃/h～200℃/h；

步驟3：以第二降溫速率再次快速冷卻至第二降溫點(diǎn)250℃，第二降溫速率范圍為180℃/h～240℃/h。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明提供的一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩通過(guò)設(shè)計(jì)內(nèi)外罩配合的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)外罩和內(nèi)罩直徑和高度比各均為4：3，有效減少“端接效應(yīng)”和磁力線(xiàn)穿透屏蔽體范圍，保護(hù)內(nèi)部光纖環(huán)圈；本發(fā)明提供的高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩熱處理方法通過(guò)設(shè)計(jì)第一降溫速率和第二降溫速率，達(dá)到了較好的熱處理效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供的高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖。

圖中：1.光纖陀螺、2.內(nèi)罩、3.外罩、4.安裝孔、5.外罩下底面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供的一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩包括內(nèi)罩2和外罩3。內(nèi)罩2設(shè)在光纖陀螺1外部；外罩3設(shè)在內(nèi)罩2外部。外罩3和內(nèi)罩2均為圓柱體結(jié)構(gòu)。如圖2所示，外罩3和內(nèi)罩2的上底面和下底面各有3個(gè)安裝孔4，安裝孔4為圓孔。安裝孔4可以減小磁散射，保證磁屏蔽效能。內(nèi)罩2和外罩3分別通 過(guò)安裝孔4與光纖陀螺1連接。

外罩3和內(nèi)罩2之間的徑向最小間隙為15mm。

外罩3材料選取初始磁導(dǎo)率μ0為100000，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7T的1J85鐵鎳軟磁合金材料；內(nèi)罩2材料選取初始磁導(dǎo)率μ0為50000，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.5T的1J50鐵鎳軟磁合金材料。

外罩3和內(nèi)罩2的直徑和高度比各均為4：3，該尺寸可以減少“端接效應(yīng)”和磁力線(xiàn)穿透屏蔽體范圍，保護(hù)內(nèi)部光纖環(huán)圈。

本發(fā)明提供的一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩熱處理方法包括下列步驟：

步驟1：將本發(fā)明提供的一種高精度光纖陀螺雙層磁屏蔽罩放入高爐內(nèi)，高爐內(nèi)真空度為10Pa內(nèi)，隨爐升溫至1100～1200℃，保溫時(shí)間為3～6h；

步驟2：以第一降溫速率的速度冷卻至第一降溫點(diǎn)480℃，第一降溫速率范圍為100℃/h～200℃/h，優(yōu)選180℃/h；

步驟3：以第二降溫速率再次快速冷卻至第二降溫點(diǎn)250℃，第二降溫速率范圍為180℃/h～240℃/h，優(yōu)選230℃/h。

上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。