【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁屏蔽，尤其涉及一种环形激光器的磁屏蔽罩优化方法、磁屏蔽方法及装置。
技术介绍
1、环形激光器是一种结构简单，体积小，重量轻，精度高的角速度和角位移的测量仪器，是激光陀螺的主要传感部件。环境中的磁场会使得环形激光器存在一定的测量误差。本申请人的在先专利技术专利zl201910825114.2公开了一种基于激光陀螺使用的光电二极管的屏蔽结构及其屏蔽方法，该屏蔽结构以激光陀螺为对象，解决了整个光电信号转换和传输过程容易受外界电磁场的干扰。除了光电信号转换和传输过程外，环形激光器的激光偏振状态会受到垂直于光传播方向的磁场的干扰。通常在环形激光器或者整个激光陀螺外侧安装磁屏蔽罩，以减少这种磁场干扰。例如，公开号为cn218941668u的中国技术专利公开了一种易安装拆卸的光纤陀螺磁屏蔽罩。该专利通过卡接式组装的连接框对磁屏蔽罩的上屏蔽罩与下屏蔽罩进行卡接装配，方便对上屏蔽罩与下屏蔽罩的组装，减轻工作人员在对产品进行维护、调试时上屏蔽罩与下屏蔽罩的拆装负担。相对于安装方式，屏蔽效果才是磁屏蔽罩的核心问题，现有技术没有解决具体的环形激光器如何优化磁屏蔽罩的选型，影响磁屏蔽效果。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的缺陷，本专利技术提出了一种环形激光器的磁屏蔽罩优化方法、磁屏蔽方法及装置。该环形激光器的磁屏蔽罩优化方法选择对磁场敏感的x轴方向的第一磁场和z轴方向的第二磁场，可以在较少测量次数的情况下优化磁屏蔽罩的壁厚和相对磁导率。进一步的，本专利技术根据磁致零偏确定第一、第
2、进一步的，由于工作温度和激励磁场会影响相对磁导率，而环形激光器的工作温度又处于不断变化的状态，为降低工作温度的变化影响相对磁导率，本专利技术的环形激光器的磁屏蔽方法在环形激光器的y轴方向施加激励磁场，保证磁屏蔽罩的相对磁导率满足处于不同温度状态的环形激光器的磁屏蔽要求。
3、本专利技术的技术方案是这样实现的：
4、一种环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，包括以下步骤：
5、步骤101：在磁屏蔽罩内布置环形激光器、第一温度测量器和磁场传感装置，在磁屏蔽罩外侧设置第一磁场发生器；
6、步骤102：第一磁场发生器施加x轴方向的第一磁场，启动环形激光器和磁场传感装置，根据环形激光器生成的光斑计算第一零偏，根据第一温度测量器测量环形激光器的热平衡温度；
7、步骤103：磁场传感装置测量磁屏蔽罩内x轴方向的磁场强度，生成磁场强度与第一零偏的第一关联函数；
8、步骤104：计算第一磁屏蔽系数，更换不同相对磁导率和壁厚的磁屏蔽罩，生成相对磁导率、壁厚与第一磁屏蔽系数的第一磁屏蔽函数；
9、步骤105：第一磁场发生器施加z轴方向的第二磁场，启动环形激光器和磁场传感装置，根据环形激光器生成的光斑计算第二零偏；
10、步骤106：重复步骤103和步骤104，确定第二关联函数和第二磁屏蔽函数，根据第一关联函数得出第一饱和系数，根据第二关联函数得出第二饱和系数；
11、步骤107：输入环境磁场，沿x轴和z轴将环境磁场分解为第一磁场强度和第二磁场强度，基于第一饱和系数与第一磁场强度确定第一基准系数，基于第二饱和系数与第二磁场强度确定第二基准系数；
12、步骤108：根据第一基准系数与第一磁屏蔽函数确定第一厚度区间和第一磁导率区间，根据第二基准系数与第二磁屏蔽函数确定第二厚度区间和第二磁导率区间；
13、步骤109：根据第一厚度区间、第二厚度区间、厚度阈值生成有效壁厚区间，根据第一磁导率区间、第二磁导率区间、相对磁导率阈值生成有效磁导率区间；
14、步骤110：若有效壁厚区间或有效磁导率区间为空集，修改厚度阈值并返回步骤109，反之，从有效壁厚区间和有效磁导率区间确定目标壁厚和目标相对磁导率，选择具有目标壁厚和目标相对磁导率的磁屏蔽罩为目标磁屏蔽罩。
15、在本专利技术中，所述x轴为平行于环形激光器的激光振荡器的方向，所述z轴为垂直于环形激光器工作面的方向。
16、在本专利技术中，在步骤103中，第一关联函数，v1为第一零偏，w1为磁屏蔽罩内x轴的磁场强度，v0为初始零偏，δ1为第一关联系数，ε1为第一饱和系数。
17、在本专利技术中，在步骤104中，第一磁屏蔽系数y1=h1/w1，h1为第一磁场的磁场强度，第一磁屏蔽函数，a为磁屏蔽罩的壁厚，b1为环形激光器距离磁屏蔽罩的长度，c1为磁屏蔽罩的长度，μ为磁屏蔽罩在热平衡温度t0的相对磁导率，μ0为空气磁导率。
18、在本专利技术中，在步骤106中，第二磁屏蔽系数y2=h2/w2，第二磁屏蔽函数，第二关联函数，其中，h2为第二磁场的磁场强度，w2为磁屏蔽罩内z轴的磁场强度，b2为环形激光器距离磁屏蔽罩的宽度，c2为磁屏蔽罩的宽度，v2为第二零偏，δ2为第二关联系数，ε2为第二饱和系数，第一饱和系数为第一关联函数的极小值点对应的磁屏蔽罩内x轴的磁场强度。
19、在本专利技术中，在步骤107中，第一基准系数y3=h11/ε1，h11为第一磁场强度，第二基准系数y4=h12/ε2，h12为第二磁场强度。
20、在本专利技术中，在步骤109中，有效壁厚区间为满足厚度阈值的第一厚度区间与第二厚度区间的交集，有效磁导率区间为满足相对磁导率阈值和厚度阈值的第一磁导率区间与第二磁导率区间的交集。
21、一种环形激光器的磁屏蔽方法，包括以下步骤：
22、步骤100：根据所述环形激光器的磁屏蔽罩优化方法确定目标磁屏蔽罩；
23、步骤200：根据不同工作温度下目标磁屏蔽罩的相对磁导率确定目标磁屏蔽罩的温度影响函数，根据不同激励磁场下目标磁屏蔽罩的相对磁导率确定目标磁屏蔽罩的磁场影响函数；
24、步骤300：在目标磁屏蔽罩内布置环形激光器和第二温度测量器，在磁屏蔽罩外侧设置第二磁场发生器，启动环形激光器；
25、步骤400：根据第二温度测量器测量环形激光器的工作温度，根据所述温度影响函数确定温度影响值，根据磁场影响函数和温度影响值确定激励磁场的磁场强度；
26、步骤500：通过第二磁场发生器在目标磁屏蔽罩的y轴方向施加激励磁场的磁场强度，返回至步骤400。
27、在本专利技术中，在步骤200中，温度影响函数为温度影响值μ1与工作温度t'的关系，磁场影响函数为磁场影响值μ2与激励磁场的磁场强度 h'的关系。
28、在本专利技术中，在步骤400中，根据工作温度与温度影响函数确定温度影响值μ1，计算磁场影响值μ2=μ-μ1-μ0，根据磁场影响值与磁场影响函数确定激励磁场的磁场强度h'，μ为磁屏蔽罩在热平衡温度的相对磁导率，μ0为空气磁导率。
29、一种根据所述环形激光器的磁屏蔽方法的磁屏蔽装置，包括：目标磁屏蔽罩、第二温度测量器、第二磁场发生器以及控制器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，所述X轴为平行于环形激光器的激光振荡器的方向，所述Z轴为垂直于环形激光器工作面的方向。
3.根据权利要求1所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，在步骤103中，第一关联函数，v1为第一零偏，w1为磁屏蔽罩内X轴的磁场强度，v0为初始零偏，δ1为第一关联系数，ε1为第一饱和系数。
4.根据权利要求3所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，第一磁屏蔽系数Y1=H1/w1，H1为第一磁场的磁场强度，第一磁屏蔽函数，a为磁屏蔽罩的壁厚，b1为环形激光器距离磁屏蔽罩的长度，c1为磁屏蔽罩的长度，μ为磁屏蔽罩在热平衡温度T0的相对磁导率，μ0为空气磁导率。
5.根据权利要求4所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，在步骤106中，第二磁屏蔽系数Y2=H2/w2，第二磁屏蔽函数，第二关联函数，其中，H2为第二磁场的磁场强度，w2为磁屏蔽罩内Z轴的磁场强度，b2为环形激光器距离磁屏蔽罩的宽度，
6.根据权利要求5所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，第一基准系数Y3=H11/ε1，H11为第一磁场强度，第二基准系数Y4=H12/ε2，H12为第二磁场强度。
7.根据权利要求1所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，在步骤109中，有效壁厚区间为满足厚度阈值的第一厚度区间与第二厚度区间的交集，有效磁导率区间为满足相对磁导率阈值和厚度阈值的第一磁导率区间与第二磁导率区间的交集。
8.一种环形激光器的磁屏蔽方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的环形激光器的磁屏蔽方法，其特征在于，在步骤200中，温度影响函数为温度影响值μ1与工作温度T'的关系，磁场影响函数为磁场影响值μ2与激励磁场的磁场强度 H'的关系。
10.根据权利要求8所述的环形激光器的磁屏蔽方法，其特征在于，在步骤400中，根据工作温度与温度影响函数确定温度影响值μ1，计算磁场影响值μ2=μ-μ1-μ0，根据磁场影响值与磁场影响函数确定激励磁场的磁场强度H'，μ为磁屏蔽罩在热平衡温度的相对磁导率，μ0为空气磁导率。
11.一种根据权利要求8所述环形激光器的磁屏蔽方法的磁屏蔽装置，其特征在于，包括：目标磁屏蔽罩、第二温度测量器、第二磁场发生器以及控制器，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，所述x轴为平行于环形激光器的激光振荡器的方向，所述z轴为垂直于环形激光器工作面的方向。
3.根据权利要求1所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，在步骤103中，第一关联函数，v1为第一零偏，w1为磁屏蔽罩内x轴的磁场强度，v0为初始零偏，δ1为第一关联系数，ε1为第一饱和系数。
4.根据权利要求3所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，第一磁屏蔽系数y1=h1/w1，h1为第一磁场的磁场强度，第一磁屏蔽函数，a为磁屏蔽罩的壁厚，b1为环形激光器距离磁屏蔽罩的长度，c1为磁屏蔽罩的长度，μ为磁屏蔽罩在热平衡温度t0的相对磁导率，μ0为空气磁导率。
5.根据权利要求4所述的环形激光器的磁屏蔽罩优化方法，其特征在于，在步骤106中，第二磁屏蔽系数y2=h2/w2，第二磁屏蔽函数，第二关联函数，其中，h2为第二磁场的磁场强度，w2为磁屏蔽罩内z轴的磁场强度，b2为环形激光器距离磁屏蔽罩的宽度，c2为磁屏蔽罩的宽度，v2为第二零偏，δ2为第二关联系数，ε2为第二饱和系数，第一饱和系数为第一关联函数的极小值点对应的磁屏蔽罩内x轴的磁场强度。
【专利技术属性】
技术研发人员：饶谷音，黄云，黄宗升，许光明，孙志刚，
申请(专利权)人：江西驰宇光电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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