本发明专利技术公开了一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法及装置，包括在光纤环的固化、粘接等关键环节进行常温、高温和高低温循环老化处理，并实时采集每次老化处理后的全温零偏稳定性和应力分布状态，通过对光纤环进行在线老化，提高了光纤环中光纤的应力分布均匀性，使得光纤环在全温范围内的应力变化幅度显著降低，从而实现了全温范围内的相对稳定，解决了高精度光纤陀螺全温零偏稳定性不良，工作环境要求严苛的问题。环境要求严苛的问题。环境要求严苛的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法及装置
[0001]本专利技术涉及光纤陀螺仪
，尤其涉及一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法及装置。
技术介绍
[0002]随着光纤陀螺技术的逐渐提升，人们对于光纤陀螺的精度要求也越来越高，零偏稳定性优于0.001
°
/h的高精度光纤陀螺的研发及量产已成为光纤陀螺的发展趋势。
[0003]目前的干涉式光纤陀螺受温度影响比较大，因此，人们针对随温度改变而变化的光纤环、温度补偿等器件或技术开展了大量的研究，通过提升光纤环的对称性显著抑制了光纤环对温度的敏感性；同时，通过建立多阶、分段的温度补偿模型，使得光纤陀螺的Shupe误差被抑制到较低的水平，促进了光纤陀螺批量化的工程应用。
[0004]然而，随着光纤陀螺精度的提升，零偏稳定性优于0.001
°
/h的高精度光纤陀螺对陀螺内部的应力分布状态及其变化、外部环境的微小变化异常敏感，1℃的温度变化都会造成光纤陀螺零偏显著的漂移，严重影响高精度光纤陀螺的工程应用，从而造成高精度光纤陀螺常常只能工作于准静态的环境中，使得高精度光纤陀螺的工程应用严重受限。
[0005]为了降低高精度光纤陀螺工程应用对环境的要求，急需提升高精度光纤陀螺的环境适应能力，尤其是全温零偏稳定性的提升尤为重要。经研究，对光纤环进行有效老化，使光纤环在全温段范围内提升应力分布状态，能够有效提升光纤陀螺的零偏稳定性；但如何使光纤环有效老化，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
<br/>[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法及装置，解决了现有技术中，为提高高精度陀螺仪的光纤环环境适应能力和全温零偏稳定性，缺乏有效的老化方法的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法，包括以下步骤，a）将绕制完成且胶黏剂未固化的光纤环安装在一密闭的老化箱中，并将所述光纤环与一参数采集单元连接；其中，在所述老化箱中设有一可旋转的旋转轴，所述光纤环同轴安装在该旋转轴上，还包括温控组件，用于调节老化箱内的温度；b）对光纤环进行常温老化处理；其中，所述常温老化处理包括设置老化箱内的温度为第一预设温度，并通过旋转轴带动光纤环以预设旋转速率旋转，老化处理第一预设时间；c）依次设置老化箱内的温度为第二预设温度、第三预设温度、第四预设温度，并每次在温度稳定后，均通过参数采集单元采集光纤环在当前预设温度下的预设参数；若光纤环的预设参数在第二预设温度、第三预设温度和第四预设温度下均满足预设条件，则进行下一步骤，否则返回步骤b；
d）将步骤c中满足预设条件的光纤环进行固化处理，并对固化后的光纤环进行第一高温老化处理和高低温循环老化处理；其中，第一高温老化处理包括在第五预设温度下老化处理第二预设时间；高低温循环老化处理包括设置高、低温端点，并以预设温度变化速率在高、低温端点之间循环第三预设时间；e）重复步骤c，若光纤环的预设参数在第二预设温度、第三预设温度和第四预设温度下均满足预设条件，则进行下一步骤，否则返回步骤b；f）对步骤e中的满足预设条件的光纤环进行粘接处理，对粘接处理后的光纤环进行第二高温老化处理，其中，第二高温老化处理包括在第六预设温度下老化处理第四预设时间；g）重复步骤e，若步骤c中的光纤环满足预设条件，则完成老化处理；否则返回步骤b。
[0008]作为优化，所述第一预设温度为+50℃
±
1℃，所述预设旋转速率为3rpm，所述第一预设时间为24h。
[0009]作为优化，所述第二预设温度、第三预设温度、第四预设温度分别为+25℃、+60℃和
‑
40℃。
[0010]作为优化，所述参数采集单元包括光纤环筛选工装和光纤应力分析仪，所述光纤环筛选工装包括Y波导、光源和PIN
‑
FET探测器，所述Y波导的输入尾纤通过第一光纤耦合器与光源和PIN
‑
FET探测器连接，所述Y波导的输出尾纤和光纤应力分析仪分别与光纤环连接，用于采集和分析光纤环的预设参数，其中，所述预设参数包括零偏稳定性和应力分布。
[0011]作为优化，所述预设条件包括光纤环在第二预设温度、第三预设温度、第四预设温度下的零偏稳定性不大于0.005
°
/h、零偏值偏差不大于0.005
°
/h且应力极值偏差不大于500με。
[0012]作为优化，所述第五预设温度为+85℃
±
1℃，所述第二预设时间为48h。
[0013]作为优化，所述高低温循环老化处理中的高、低温端点分别为+85℃
±
1℃和
‑
55℃
±
1℃，所述预设温度变化速率大于等于5℃/min。
[0014]作为优化，所述第六预设温度为+85℃
±
1℃，所述第四预设时间为48h。
[0015]基于上述老化方法，本专利技术还提供了一种实现上述老化方法的高精度光纤陀螺仪的光纤在线老化装置，包括，光纤环；密闭的老化箱，所述老化箱中设有可旋转的旋转轴，所述旋转轴通过驱动电机驱动，所述光纤环同轴安装在所述旋转轴上，还包括温控组件，用于调节老化箱中的温度；参数采集单元，设置在老化箱外部，其包括光纤环筛选工装和光纤应力分析仪，所述光纤环筛选工装包括Y波导、光源和PIN
‑
FET探测器，所述Y波导的输入尾纤通过第一光纤耦合器与光源和PIN
‑
FET探测器连接；所述Y波导的输出尾纤分别通过第二光纤耦合器和第三光纤耦合器与光纤环由老化箱中穿出的两个尾纤连接，所述光纤应力分析仪的尾纤分别通过第二光纤耦合器和第三光纤耦合器与光纤环由老化箱中穿出的两个尾纤连接；其中，所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器和第三光纤耦合器均为2
×
2单模光纤耦合器。
[0016]本申请与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术通过改进常用光纤陀螺光路，在影响光纤环应力分布状态的常温老化、粘
接两个环节进行充分老化，同时检测光纤环接入光纤环筛选工装后在全温范围内的输出，并以光纤环全温输出稳定作为老化效果达成的依据。通过这一方法，可实现光纤环的全温应力分布相对稳定，从而保证了光纤陀螺全温零偏的一致，从而提升高精度光纤陀螺的全温零偏稳定性，提升环境适应能力。
[0017]本专利技术通过对光纤环进行在线老化，提高了光纤环中光纤的应力分布均匀性，使得光纤环在全温范围内的应力变化幅度显著降低，从而实现了全温范围内的相对稳定。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的光路熔接示意图；图2为本专利技术的光纤环经过常温老化处理后测试的全温零偏稳定性和应力分布状态；图3为本专利技术的光纤环经过第一高温老化处理后测试的全温零偏稳定性和应力分布状态；图4为本专利技术的光纤环再次经过第一高温老化处理后测试的全温零偏稳定性和应力分布状本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法，其特征在于，包括以下步骤，a）将绕制完成且胶黏剂未固化的光纤环安装在一密闭的老化箱中，并将所述光纤环与一参数采集单元连接；其中，在所述老化箱中设有一可旋转的旋转轴，所述光纤环同轴安装在该旋转轴上，还包括温控组件，用于调节老化箱内的温度；b）对光纤环进行常温老化处理；其中，所述常温老化处理包括设置老化箱内的温度为第一预设温度，并通过旋转轴带动光纤环以预设旋转速率旋转，老化处理第一预设时间；c）依次设置老化箱内的温度为第二预设温度、第三预设温度、第四预设温度，并在各温度稳定后，均通过参数采集单元采集光纤环在当前预设温度下的预设参数；若光纤环的预设参数在第二预设温度、第三预设温度和第四预设温度下均满足预设条件，则进行下一步骤，否则返回步骤b；d）将步骤c中满足预设条件的光纤环进行固化处理，并对固化后的光纤环进行第一高温老化处理和高低温循环老化处理；其中，第一高温老化处理包括在第五预设温度下老化处理第二预设时间；高低温循环老化处理包括设置高、低温端点，并以预设温度变化速率在高、低温端点之间循环第三预设时间；e）重复步骤c，若光纤环的预设参数在第二预设温度、第三预设温度和第四预设温度下均满足预设条件，则进行下一步骤，否则返回步骤b；f）对步骤e中的满足预设条件的光纤环进行粘接处理，对粘接处理后的光纤环进行第二高温老化处理，其中，第二高温老化处理包括在第六预设温度下老化处理第四预设时间；g）重复步骤e，若步骤c中的光纤环满足预设条件，则完成老化处理；否则返回步骤b。2.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法，其特征在于，所述第一预设温度为+50℃
±
1℃，所述预设旋转速率为3rpm，所述第一预设时间为24h。3.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法，其特征在于，所述第二预设温度、第三预设温度、第四预设温度分别为+25℃、+60℃和
‑
40℃。4.根据权利要求3所述的一种高精度光纤陀螺仪的光纤环在线老化方法，其特征在于，所述参数采集单元包括光纤环筛选工装和光纤应力分析仪，所述光纤环筛选工装包括Y波导、光源和PIN
‑
FET探测器，所述Y波导的输入尾纤通过第一光纤耦合器与光源和PIN<...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈来柱，潘志成，
申请(专利权)人：重庆华渝电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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