本技術屬于光纖陀螺，具體而言，涉及一種帶隔熱設計的小型化光纖陀螺。

背景技術：

1、光纖陀螺儀是一種能夠精確地測量載體轉速的慣性儀表，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導航儀器。光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克(sagnac)效應。薩格納克效應是相對慣性空間轉動的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關效應，即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進行傳播，最后匯合到同一探測點。若繞垂直于閉合光路所在平面的軸線，相對慣性空間存在著轉動角速度，則正、反方向傳播的光束走過的光程不同，就產生光程差，其光程差與旋轉的角速度成正比。因而只要知道了光程差及與之相應的相位差的信息，即可得到旋轉角速度。

2、現(xiàn)有的光纖陀螺存在以下問題：有些光纖陀螺為了避免發(fā)熱部件的熱源影響敏感部件，將發(fā)熱部件和敏感部件采用分體式設計，有些雖然集成在一體，但體積大、總重量高，散熱差，不僅制造成本高，還影響光纖陀螺性能，對于那些對空間和重量有嚴格限制的應用場景來說，存在部署困難的問題，改制成本高，應用場景有限，不便于攜帶和安裝。

3、因此，需要一種能夠解決現(xiàn)有問題的光纖陀螺。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請針對現(xiàn)有技術缺陷，提出一種帶隔熱設計的小型化光纖陀螺。

2、為實現(xiàn)本實用新型的技術目的，本實用新型將采取以下的技術方案：

3、一種帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，包括陀螺發(fā)熱部件、陀螺敏感部件、位于所述陀螺發(fā)熱部件和所述陀螺敏感部件之間的隔熱墊片；

4、所述陀螺發(fā)熱部件包括光源、控制單元和探測器，所述光源的中部區(qū)域貫穿所述控制單元固定；所述陀螺發(fā)熱部件的底部具有散熱面，所述散熱面用于將所述陀螺發(fā)熱部件的熱量傳導于外部；所述陀螺敏感部件包括光纖環(huán)以及分配光束的耦合器和y波導；所述陀螺發(fā)熱部件用于基于所述控制單元驅動所述光源產生工作光波；所述隔熱墊片用于阻隔所述陀螺發(fā)熱部件的熱量向所述陀螺敏感部件傳導。

5、進一步地，所述陀螺發(fā)熱部件還包括陀螺底座；所述陀螺底座的頂部設有開口，底部的封閉面為所述散熱面，其中部具有與頂部開口面積相同的圓柱形空腔，所述空腔內壁面設有一組高度的相同的多個凸臺，每個凸臺由所述散熱面頂部沿著空腔內壁面向上沿伸一定高度，凸臺的頂面低于所述陀螺底座的頂面。

6、進一步地，所述散熱面底部具有若干間隔設置的翅片，所述翅片的鋪設面積覆蓋所述陀螺底座的底面。

7、進一步地，所述陀螺發(fā)熱部件的光源采用激光器，所述陀螺發(fā)熱部件的控制單元包括光源驅動電路板和光纖陀螺信號處理電路板；所述光源驅動電路板上開有激光器安裝口，所述激光器伸入激光器安裝口，其部分下沉于所述光源驅動電路板的底部下方，所述激光器的底部具有帶安裝孔的支架托板，所述散熱面開有與所述激光器的支架托板的安裝孔相匹配的多個螺紋孔，通過相應緊固件將所述激光器固定在所述散熱面上；所述陀螺底座的凸臺頂部開有螺紋孔，所述光纖陀螺信號處理電路板上開有與凸臺相匹配的開孔，所述光纖陀螺信號處理電路板位于所述激光器上方、且通過相應緊固件固定在所述陀螺底座的凸臺上。

8、進一步地，所述激光器兩側具有多個光源引腳，所述光源引腳焊接在所述光源驅動電路板的頂面。

9、進一步地，所述隔熱墊片的型面與所述陀螺底座的頂部型面相匹配。

10、進一步地，所述陀螺敏感部件還包括光纖環(huán)底座；所述光纖環(huán)底座的底部開有所述耦合器和所述y波導的安裝位，所述光纖環(huán)底座的頂部開有固定所述光纖環(huán)的環(huán)形槽。

11、進一步地，所述陀螺敏感部件還包括光纖環(huán)外罩；所述光纖環(huán)外罩頂部封閉、底部開口，開口端罩扣在所述光纖環(huán)上、與所述光纖環(huán)底座構成全封閉結構；所述光纖環(huán)底座和所述光纖環(huán)外罩通過相應緊固件連接。

12、進一步地，所述光纖環(huán)底座和所述光纖環(huán)外罩采用鐵鎳合金材料鐵，鎳合金材料用于起到磁屏蔽作用。

13、進一步地，所述陀螺發(fā)熱部件還包括位于所述光源驅動電路板和所述光纖陀螺信號處理電路板之間的探測器；所述光纖陀螺信號處理電路板通過連接線分別與所述探測器和所述y波導連接。

14、本實用新型的有益效果是：

15、第一、本實用新型的陀螺發(fā)熱部件設置在該小型化光纖陀螺的底部，發(fā)熱部件產生的熱量有利于從陀螺底座底部的散熱面?zhèn)鲗С鋈?，一體化下沉式的光源驅動電路板和激光器使陀螺發(fā)熱部件的整體結構更為緊湊，滿足小型化設計需求，可以應用于對空間要求嚴格的場景，具有便攜性和靈活性；隔熱墊片阻隔了發(fā)熱部件的熱量，避免熱源對陀螺敏感部件造成影響；

16、第二、本實用新型的陀螺底座中部具有圓柱形空腔，該圓柱形空腔直徑與頂部開口面積相同，具備輕量化設計，降低了光纖陀螺的總體重量，對固定光纖陀螺的承載零件結構強度要求低，設計簡單，材料用料少，設計制造成本低；

17、第三、本實用新型的陀螺底座的散熱面底部具有若干間隔設置的翅片，翅片鋪設面積與陀螺底座的底面面積相當，可以將熱源最大化導出，實現(xiàn)快速散熱；

18、第四、本實用新型的凸臺設計，工藝簡單，保證了光纖陀螺信號處理電路板的安裝牢固；

19、第五、本實用新型的光纖環(huán)底座和光纖環(huán)外罩采用鐵鎳合金材料，具有良好的磁屏蔽性能；

20、第六、本實用新型的光纖環(huán)外罩和光纖環(huán)底座采用螺栓連接，相對于焊接方式，不但降低成本，且更具維修性；

21、第七、本實用新型的光源引腳直接焊接在光源驅動電路板的頂面，省去了焊線，使得工藝更為規(guī)整。

技術特征：

1.一種帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，包括陀螺發(fā)熱部件(1)、陀螺敏感部件(3)、位于所述陀螺發(fā)熱部件(1)和所述陀螺敏感部件(3)之間的隔熱墊片(2)；

2.根據權利要求1所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺發(fā)熱部件(1)還包括陀螺底座(10)；所述陀螺底座(10)的頂部設有開口，底部的封閉面為所述散熱面，其中部具有與頂部開口面積相同的圓柱形空腔，所述空腔內壁面設有一組高度的相同的多個凸臺，每個凸臺由所述散熱面頂部沿著空腔內壁面向上沿伸一定高度，凸臺的頂面低于所述陀螺底座(10)的頂面。

3.根據權利要求2所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述散熱面底部具有若干間隔設置的翅片，所述翅片的鋪設面積覆蓋所述陀螺底座(10)的底面。

4.根據權利要求2所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺發(fā)熱部件(1)的光源采用激光器(12)，所述陀螺發(fā)熱部件(1)的控制單元包括光源驅動電路板(11)和光纖陀螺信號處理電路板(14)；所述光源驅動電路板(11)上開有激光器安裝口，所述激光器(12)伸入激光器安裝口，其部分下沉于所述光源驅動電路板(11)的底部下方，所述激光器(12)的底部具有帶安裝孔的支架托板，所述散熱面開有與所述激光器(12)的支架托板的安裝孔相匹配的多個螺紋孔，通過相應緊固件將所述激光器(12)固定在所述散熱面上；所述陀螺底座(10)的凸臺頂部開有螺紋孔，所述光纖陀螺信號處理電路板(14)上開有與凸臺相匹配的開孔，所述光纖陀螺信號處理電路板(14)位于所述激光器(12)上方、且通過相應緊固件固定在所述陀螺底座(10)的凸臺上。

5.根據權利要求4所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述激光器(12)兩側具有多個光源引腳(120)，所述光源引腳(120)焊接在所述光源驅動電路板(11)的頂面。

6.根據權利要求2所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述隔熱墊片(2)的型面與所述陀螺底座(10)的頂部型面相匹配。

7.根據權利要求2所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺敏感部件(3)還包括光纖環(huán)底座(32)；所述光纖環(huán)底座(32)的底部開有所述耦合器(30)和所述y波導(31)的安裝位，所述光纖環(huán)底座(32)的頂部開有固定所述光纖環(huán)(33)的環(huán)形槽。

8.根據權利要求7所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺敏感部件(3)還包括光纖環(huán)外罩(34)；所述光纖環(huán)外罩(34)頂部封閉、底部開口，開口端罩扣在所述光纖環(huán)(33)上、與所述光纖環(huán)底座(32)構成全封閉結構；所述光纖環(huán)底座(32)和所述光纖環(huán)外罩(34)通過相應緊固件連接。

9.根據權利要求8所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述光纖環(huán)底座(32)和所述光纖環(huán)外罩(34)采用鐵鎳合金材料，鐵鎳合金材料用于起到磁屏蔽作用。

10.根據權利要求4所述的帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺發(fā)熱部件(1)還包括位于所述光源驅動電路板(11)和所述光纖陀螺信號處理電路板(14)之間的探測器；所述光纖陀螺信號處理電路板(14)通過連接線分別與所述探測器和所述y波導(31)連接。

技術總結
本申請屬于光纖陀螺技術領域，具體涉及一種帶隔熱設計的小型化光纖陀螺，包括陀螺發(fā)熱部件、陀螺敏感部件、位于陀螺發(fā)熱部件和陀螺敏感部件之間的隔熱墊片；陀螺發(fā)熱部件包括光源和控制單元，光源的中部區(qū)域貫穿控制單元固定；陀螺發(fā)熱部件的底部具有散熱面，散熱面用于將陀螺發(fā)熱部件的熱量傳導于外部；陀螺敏感部件包括光纖環(huán)以及分配光束的耦合器和Y波導。本申請的光纖陀螺體積小、重量輕，滿足小型化設計，不僅可以應用于常規(guī)場景，還可以應用于對空間要求嚴格的場景，散熱面積最大化，實現(xiàn)快速散熱，保證光纖陀螺性能穩(wěn)定，便于維修，制造成本低。

技術研發(fā)人員：趙政鑫,胡強
受保護的技術使用者：蘇州希微致詰智能科技有限公司
技術研發(fā)日：20240419
技術公布日：2024/12/26