一种具有散热功能的光纤陀螺系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术提供一种具有散热功能的光纤陀螺系统及其制备方法，用于解决现有的光纤陀螺在工作过程中因热量无法及时散去，进而影响其性能的技术问题。本发明专利技术的光纤陀螺系统包括光纤陀螺、基座及设置在光纤陀螺和基座之间的减震垫；光纤陀螺包括外壳体、集成在外壳体内的光纤环和集成电路；还包括导热组件，导热组件包括至少一个导热单元，导热单元为薄片结构的柔性石墨导热片。本发明专利技术使用的导热单元可以将光纤陀螺的热量快速传导给基座；导热单元所具有的柔韧特点几乎可以适合任何形状的光纤陀螺，只需通过裁减、适度弯曲后并涂胶便可完成连接。使用本发明专利技术的方法可以将光纤陀螺的热量快速传导给基座，提高光纤陀螺的散热性能。提高光纤陀螺的散热性能。提高光纤陀螺的散热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有散热功能的光纤陀螺系统及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光纤陀螺，具体涉及一种具有散热功能的光纤陀螺系统及其制备方法。

技术介绍

[0002]光纤陀螺是一种全固态光电惯性仪表，具有无运动部件、低成本、灵敏度高、寿命长、动态范围大、启动时间短、精度覆盖面广等优点，已被广泛应用于惯性导航系统中。
[0003]在光纤陀螺的实际应用中，载体的振动环境也是光纤陀螺无法避免的问题，为了降低载体的随机振动对光纤陀螺精度的影响，目前常采用橡胶减振器将光纤陀螺与载体的基座连接起来。减振器所采用的橡胶具有高弹性和粘弹性，可以有效地降低外界随机振动对光纤陀螺的影响，但是其导热性差，会极大地降低光纤陀螺与基座之间的导热能力，甚至隔绝光纤陀螺与基座之间的热传导，致使光纤陀螺工作时产生的热量无法及时散去，进而使得光纤陀螺的温度处在一个较高的水平，由于温度对于光纤陀螺的测量元件和传感核心具有直接的影响，最终影响光纤陀螺的工作性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有散热功能的光纤陀螺系统及其制备方法，用于解决现有的光纤陀螺在工作过程中因热量无法及时散去，进而影响其性能的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种具有散热功能的光纤陀螺系统，包括光纤陀螺、基座及设置在光纤陀螺和基座之间的减震垫；所述光纤陀螺包括外壳体、集成在外壳体内的光纤环和集成电路；其特殊之处在于：
[0007]还包括导热组件，所述导热组件包括至少一个导热单元，所述导热单元为薄片结构的柔性石墨导热片；
[0008]每个所述导热单元的一端与光纤陀螺的外壳体连接，用于将集成电路工作时产生的热量传导至基座，使得光纤环的工作温度稳定；另一端与基座的外侧面连接；所述基座为金属材料
[0009]所述导热单元的参数满足如下关系：
[0010][0011]其中，A为导热单元与光纤陀螺外壳体的接触面积；L为导热单元的长度；ΔT为光纤陀螺的外壳体与基座之间的温度差；n为使用的导热单元的数量；Q为光纤陀螺工作过程产生的热功率；k为导热单元的导热系数。
[0012]进一步地，所述光纤陀螺的外壳体与基座之间的温度差ΔT小于1℃。
[0013]进一步地，每个所述导热单元的两端分别通过导热胶与光纤陀螺的外壳体和基座连接，使用导热胶连接，无需打孔，不会破坏光纤陀螺的外壳体和基座本身的结构，连接方
便，且导热胶粘结性能较好。
[0014]进一步地，所述导热胶采用室温固化有机硅粘接密封胶，该材质具有较好的导热性能、抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，并具有优异的防潮、抗震和耐化学介质性能以及良好的粘接性。
[0015]此外，本专利技术还提供一种具有散热功能的光纤陀螺系统的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0016]步骤1】将准备好的光纤陀螺、减震器和基座依次固定连接；
[0017]步骤2】根据光纤陀螺的外壳体和基座之间的温度差要求指标，通过以下计算公式确定导热单元的数量及每个导热单元的尺寸，所述计算公式为：
[0018][0019]其中，A为导热单元(3)与光纤陀螺(1)外壳体的接触面积；L为导热单元(3)的长度；ΔT为光纤陀螺(1)的外壳体与基座(4)之间的温度差；n为使用的导热单元(3)的数量；Q为光纤陀螺(1)工作过程产生的热功率；k为导热单元(3)的导热系数；
[0020]步骤3】将每个导热单元的两端分别固定在光纤陀螺的外壳、基座上，即可得到具有散热功能的光纤陀螺系统。
[0021]进一步地，步骤2】中，测量光纤陀螺的外壳体与基座外侧面之间的距离L0，所述导热单元为长方形薄片结构，其长度L为：
[0022][0023]其中，W为导热单元的宽度，2mm为导热单元长度方向的余量。
[0024]进一步地，步骤3】具体为：
[0025]3.1】清洁光纤陀螺的外壳体和基座外侧面；
[0026]3.2】将导热胶涂抹在光纤陀螺的外壳体和基座外侧面的相应位置处；
[0027]3.3】将导热单元的两端分别覆盖在光纤陀螺的外壳体和基座外侧面的导热胶涂抹位置，并按压使得导热单元与导热胶贴合；
[0028]3.4】使用刮板取出柔性导热单元周围多余的导热胶，即完成导热单元与光纤陀螺的外壳体和基座的连接；
[0029]3.5】经30
‑
40分钟的静置及自然干燥后，即可完成具有散热功能的光纤陀螺系统的制备。
[0030]进一步地，步骤3.5】中，使用电吹风工具进行快速干燥。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0032]1、本专利技术的光纤陀螺系统在现有装置的基础上还设置了至少一个导热单元，而导热单元选择薄片结构的柔性石墨导热片，基座选择金属材料，将导热单元的一端与光纤陀螺的外壳体连接，另一端与基座的外侧面连接，进而实现了当光纤陀螺工作时，其内部的热量可通过外壳体、导热单元快速传导给基座，以此提高光纤陀螺的散热性能，保证光纤陀螺工作的稳定性。
[0033]2、本专利技术的光纤陀螺系统无需改变光纤陀螺本身的结构，不仅可实现光纤陀螺热
量的快速传导，同时也节约了制造成本。
[0034]3、本专利技术的导热单元选择柔性石墨导热片，其具有高导热性，且化学性质稳定、较为柔韧、易于裁剪，从而可适用于不同类型的光纤陀螺的热传导，适用范围广。
[0035]4、本专利技术导热单元的两端分别通过导热胶与光纤陀螺的外壳体和基座连接，导热胶采用的是室温固化有机硅粘接密封胶，具有较好的导热性能、抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，并具有优异的防潮、抗震和耐化学介质性能以及良好的粘接性。
[0036]5、本专利技术的光纤陀螺系统的制备方法，操作简便、易于实施，且制备成本较低，达到了使用极小的人力成本获得光纤陀螺散热性能提高的显著效果。
附图说明
[0037]图1为本专利技术具有散热功能的光纤陀螺系统实施例的结构示意图；
[0038]图2为图1的左视图；
[0039]图3为本专利技术具有散热功能的光纤陀螺系统的制备方法实施例中的导热单元粘贴区域示意图。
[0040]附图标记如下：
[0041]1‑
光纤陀螺，2
‑
减震垫，3
‑
导热单元，4
‑
基座。
具体实施方式
[0042]本专利技术的设计原理为：光纤陀螺是由光纤环和内部集成电路组成的统一整体，在其工作的过程中，集成电路会持续发热进而导致光纤陀螺本身的温度上升。光纤环作为光纤陀螺的测量元件和传感核心，温度变化对光纤环的性能有很大的影响。除此之外，光纤陀螺内的其他元器件也会受到温度变化的影响而产生性能恶化，因此可知，温度对光纤陀螺的整体性能有重要的影响，提高光纤陀螺的散热性能，降低光纤陀螺本身的温度，对提高光纤陀螺的环境适应性有重大贡献，对光纤陀螺的实际应用具有重要意义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有散热功能的光纤陀螺系统，包括光纤陀螺(1)、基座(4)及设置在光纤陀螺(1)和基座(4)之间的减震垫(2)；所述光纤陀螺(1)包括外壳体、集成在外壳体内的光纤环和集成电路；其特征在于：还包括导热组件，所述导热组件包括至少一个导热单元(3)，所述导热单元(3)为薄片结构的柔性石墨导热片；每个所述导热单元(3)的一端与光纤陀螺(1)的外壳体连接，另一端与基座(4)的外侧面连接，用于将集成电路工作时产生的热量传导至基座(4)，使得光纤环的工作温度稳定；所述基座(4)为金属材料；所述导热单元(3)的参数满足如下关系：其中，A为导热单元(3)与光纤陀螺(1)外壳体的接触面积；L为导热单元(3)的长度；ΔT为光纤陀螺(1)的外壳体与基座(4)之间的温度差；n为使用的导热单元(3)的数量；Q为光纤陀螺(1)工作过程产生的热功率；k为导热单元(3)的导热系数。2.根据权利要求1所述的具有散热功能的光纤陀螺系统，其特征在于：所述光纤陀螺(1)的外壳体与基座(4)之间的温度差ΔT小于1℃。3.根据权利要求2所述的具有散热功能的光纤陀螺系统，其特征在于：每个所述导热单元(3)的两端分别通过导热胶与光纤陀螺(1)的外壳体和基座(4)连接。4.根据权利要求3所述的具有散热功能的光纤陀螺系统，其特征在于：所述导热胶采用室温固化有机硅粘接密封胶。5.一种具有散热功能的光纤陀螺系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1】将准备好的光纤陀螺(1)、减震器(2)和基座(4)依次固定连接；步骤2】根据光纤陀螺(1)的外壳体和基座(4)之间的温度差要求指标，通过以下计算公式，确定导热单元(3)的数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧泽润，谢波，张勉之，潘子军，洪伟，胡旭东，李峰军，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：