新四季網

一種全光纖慣性傳感裝置的製作方法

2023-06-30 21:42:56 1

專利名稱:一種全光纖慣性傳感裝置的製作方法
技術領域:
本發明涉及慣性傳感技術,尤其涉及一種全光纖慣性傳感裝置。
背景技術:
陀螺和加速度計慣性技術的基礎和核心,其技術水平及產品種類直接制約著慣性技術相關領域的發展。光纖陀螺和光學加速度計都是基於幹涉原理的全光學傳感器,因其全固態的特點,與傳統機械陀螺相比,更能夠承受衝擊,工作在惡劣環境下。在實際應用中,系統通常要同時使用到以上兩種測量裝置,現有的慣性測量系統均採用分立的陀螺和加速度計組合而成,這樣勢必佔據過多空間,不利於系統集成化、小型化的需求。本發明裝置通過一體化設計將陀螺儀與加速度計集成到一起,兩個模塊共用一個光源。在陀螺中,光源發出的光通過耦合器,分成兩路其中一路為陀螺所用,實現對角速度的測量;另外一路通過耦合器後,被浪費。本發明裝置的特點在於利用陀螺中被浪費的這一路光,作為光學加速度計的光源。我們將加速度計模塊接入到陀螺中浪費的光路上,依此設計可以節省一個光源, 並且可以同時實現角速度和加速度的測量。此外,通過合理設計,裝置的集成度提高,體積減小。

發明內容
本發明的目的是消除機械組合陀螺儀與加速度計進行慣性測量的弊端,提供一種全光纖慣性傳感裝置。全光纖慣性傳感裝置包括光源、第一探測器、耦合器、陀螺模塊和加速度計模塊, 其中陀螺模塊包括第一集成光學波導和光纖環,加速度計模塊包括第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器和第二探測器。光源、第一探測器分別與耦合器一端相連,耦合器另一端分別與陀螺模塊和加速度計模塊相連,第一集成光學波導與光纖環相連,第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器、第二探測器順次相連;光源發出的光通過耦合器,分成兩路其中一路進入陀螺模塊,然後返回至耦合器,最終被第一探測器接收;另一路進入加速度計模塊構成光學加速度計。所述的光源為超輻射雷射二極體、雷射二極體或放大自發輻射光源。所述的耦合器為保偏光纖耦合器或單模光纖耦合器。所述的第一集成光學波導、第二集成光學波導為多功能集成光學波導調製器。所述的光纖環為保偏光纖線圈或單模光纖線圈。所述的第一探測器、第二探測器為半導體PIN光二極體。所述的光纖柔性盤為石英盤或者矽微結構盤。 所述的合束器為光纖合束器或者波導合束器。本發明將光纖陀螺與光纖加速度計集成到一個裝置上,兩個測量模塊共用一個光源,裝置體積減小,系統集成度提高,製作成本也有所降低。將陀螺與加速度計的系統融合設計,形成一體化、集成化光學慣性傳感系統,實現光學慣性測量由分立器件向系統集成的跨越。


圖1是光纖陀螺結構示意圖。圖2是光學加速度計結構示意圖
圖3是全光纖慣性傳感裝置結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明加以說明。如附圖3所示,全光纖慣性傳感裝置包括光源、第一探測器、耦合器、陀螺模塊和加速度計模塊,其中陀螺模塊包括第一集成光學波導和光纖環,加速度計模塊包括第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器和第二探測器;光源、第一探測器分別與耦合器一端相連, 耦合器另一端分別與陀螺模塊和加速度計模塊相連,第一集成光學波導與光纖環相連,第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器、第二探測器順次相連。所述的光源為超輻射雷射二極體、雷射二極體或放大自發輻射光源。所述的耦合器為保偏光纖耦合器或單模光纖耦合器。所述的第一集成光學波導、第二集成光學波導為多功能集成光學波導調製器。所述的光纖環為保偏光纖線圈或單模光纖線圈。所述的第一探測器、第二探測器為半導體PIN光二極體。所述的光纖柔性盤為石英盤或者矽微結構盤。 所述的合束器為光纖合束器或者波導合束器。本發明的工作過程如下
光源發出的光通過耦合器,分成兩路其中一路進入陀螺模塊,集成光學波導將光分成向兩束,依據薩格拉格效應,從集成光學波導出發、在閉合的光纖環中沿相反方向的傳播兩束光波,繞行一周返回到出發點,若果閉合光路相對慣性空間沿某方向轉動,則兩束光波的相位產生變化。兩束光波產生相差後,返回至耦合器,最終被探測器接收,通過對探測器信號的處理,可以實現對角速度的測量;另一路進入加速度計模塊構成一個基於光纖柔性盤 Mach-Zehnder光纖加速度計。
權利要求
1.一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於包括光源、第一探測器、耦合器、陀螺模塊和加速度計模塊,其中陀螺模塊包括第一集成光學波導和光纖環,加速度計模塊包括第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器和第二探測器;光源、第一探測器分別與耦合器一端相連, 耦合器另一端分別與陀螺模塊和加速度計模塊相連,第一集成光學波導與光纖環相連,第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器、第二探測器順次相連,光源發出的光通過耦合器,分成兩路其中一路進入陀螺模塊,然後返回至耦合器,最終被第一探測器接收,構成光纖陀螺;另一路光進入加速度計模塊構成光學加速度計。
2.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的光源為超輻射雷射二極體、雷射二極體或放大自發輻射光源。
3.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的耦合器為保偏光纖耦合器或單模光纖耦合器。
4.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的第一集成光學波導、第二集成光學波導為多功能集成光學波導調製器。
5.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的光纖環為保偏光纖線圈或單模光纖線圈。
6.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的第一探測器、 第二探測器為半導體PIN光二極體。
7.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的光纖柔性盤為石英盤或者矽微結構盤。
8.根據權利要求1所述的一種全光纖慣性傳感裝置,其特徵在於所述的合束器為光纖合束器或者波導合束器。
全文摘要
本發明公開的一種全光纖慣性傳感裝置。它包括光源、第一探測器、耦合器、陀螺模塊和加速度計模塊,其中陀螺模塊包括第一集成光學波導和光纖環,加速度計模塊包括第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器和第二探測器;光源、第一探測器分別與耦合器一端相連,耦合器另一端分別與陀螺模塊和加速度計模塊相連,第一集成光學波導與光纖環相連,第二集成光學波導、光纖柔性盤、合束器、第二探測器順次相連。本發明將光纖陀螺與光纖加速度計集成到一個裝置上,兩個測量模塊共用一個光源,經過一體化設計,裝置體積減小,系統集成度提高,製作成本也有所降低。
文檔編號G01C19/72GK102226699SQ20111008965
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者劉承, 周一覽, 李賡, 舒曉武, 郭文正, 黃河, 黃騰超 申請人:浙江大學

同类文章

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種新型多功能組合攝影箱,包括敞開式箱體和前攝影蓋,在箱體頂部設有移動式光源盒,在箱體底部設有LED脫影板,LED脫影板放置在底板上;移動式光源盒包括上蓋,上蓋內設有光源,上蓋部設有磨沙透光片,磨沙透光片將光源封閉在上蓋內;所述LED脫影

壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置與流程

本發明涉及通信領域,特別涉及一種壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置。背景技術:在寬帶碼分多址(WCDMA,WidebandCodeDivisionMultipleAccess)系統頻分復用(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式下,為了進行異頻硬切換、FDD到時分復用(TDD,Ti

個性化檯曆的製作方法

專利名稱::個性化檯曆的製作方法技術領域::本實用新型涉及一種檯曆,尤其涉及一種既顯示月曆、又能插入照片的個性化檯曆,屬於生活文化藝術用品領域。背景技術::公知的立式檯曆每頁皆由月曆和畫面兩部分構成,這兩部分都是事先印刷好,固定而不能更換的。畫面或為風景,或為模特、明星。功能單一局限性較大。特別是畫

一種實現縮放的視頻解碼方法

專利名稱:一種實現縮放的視頻解碼方法技術領域:本發明涉及視頻信號處理領域,特別是一種實現縮放的視頻解碼方法。背景技術: Mpeg標準是由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,MPEG)開發的用於視頻和音頻壓縮的一系列演進的標準。按照Mpeg標準,視頻圖像壓縮編碼後包

基於加熱模壓的纖維增強PBT複合材料成型工藝的製作方法

本發明涉及一種基於加熱模壓的纖維增強pbt複合材料成型工藝。背景技術:熱塑性複合材料與傳統熱固性複合材料相比其具有較好的韌性和抗衝擊性能,此外其還具有可回收利用等優點。熱塑性塑料在液態時流動能力差,使得其與纖維結合浸潤困難。環狀對苯二甲酸丁二醇酯(cbt)是一種環狀預聚物,該材料力學性能差不適合做纖

一種pe滾塑儲槽的製作方法

專利名稱:一種pe滾塑儲槽的製作方法技術領域:一種PE滾塑儲槽一、 技術領域 本實用新型涉及一種PE滾塑儲槽,主要用於化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電子、電力、環保、紡織、釀造、釀造、食品、給水、排水等行業儲存液體使用。二、 背景技術 目前,化工液體耐腐蝕貯運設備,普遍使用傳統的玻璃鋼容

釘的製作方法

專利名稱:釘的製作方法技術領域:本實用新型涉及一種釘,尤其涉及一種可提供方便拔除的鐵(鋼)釘。背景技術:考慮到廢木材回收後再加工利用作業的方便性與安全性,根據環保規定,廢木材的回收是必須將釘於廢木材上的鐵(鋼)釘拔除。如圖1、圖2所示,目前用以釘入木材的鐵(鋼)釘10主要是在一釘體11的一端形成一尖

直流氧噴裝置的製作方法

專利名稱:直流氧噴裝置的製作方法技術領域:本實用新型涉及ー種醫療器械,具體地說是ー種直流氧噴裝置。背景技術:臨床上的放療過程極易造成患者的局部皮膚損傷和炎症,被稱為「放射性皮炎」。目前對於放射性皮炎的主要治療措施是塗抹藥膏,而放射性皮炎患者多伴有局部疼痛,對於止痛,多是通過ロ服或靜脈注射進行止痛治療

新型熱網閥門操作手輪的製作方法

專利名稱:新型熱網閥門操作手輪的製作方法技術領域:新型熱網閥門操作手輪技術領域:本實用新型涉及一種新型熱網閥門操作手輪,屬於機械領域。背景技術::閥門作為流體控制裝置應用廣泛,手輪傳動的閥門使用比例佔90%以上。國家標準中提及手輪所起作用為傳動功能,不作為閥門的運輸、起吊裝置,不承受軸向力。現有閥門

用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法

專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀