專利名稱：光纖陀螺線圈的涂膠工藝及其涂膠裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對光纖陀螺中使用的線圈進(jìn)行涂膠和涂膠用的裝置。
背景技術(shù)：
光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的光纖角速度傳感器，它具有廣泛的應(yīng)用前景，在不同使用的環(huán)境下，光纖陀螺應(yīng)具有高可靠性能，其性能之一的指標(biāo)就是抗振性。雖然，相對于其它類型的陀螺而言光纖陀螺具有抗振的優(yōu)勢，但在使用中也顯露出振動環(huán)境對光纖陀螺精度產(chǎn)生的影響。其問題之一在于光纖線圈的不堅固，當(dāng)光纖按同一方向纏繞在光纖環(huán)上時，從宏觀上觀看，光纖繞制得特別緊密，但從微觀上觀看，光纖與光纖之間以及光纖與環(huán)之間都存在有一定的間隙。光纖無約束或約束不充分，在振動中產(chǎn)生位移、扭曲等，最終影響光纖陀螺的正常輸出。
為了提高光纖環(huán)抗振性能，目前的做法是繞制光纖環(huán)時在光纖表面涂敷一層膠。從實際的繞環(huán)結(jié)果，涂膠雖可改善光纖環(huán)的抗振性能，若涂膠工藝不當(dāng)，不但抗振效果不好，還會影響光纖環(huán)的另一重要參數(shù)——偏振串音。繞環(huán)涂膠對光纖環(huán)的影響主要表現(xiàn)在如下方面(1)涂膠量的影響涂膠量較小，光纖環(huán)的抗振能力明顯較低；當(dāng)涂膠量較大時，振動性能好，但光纖環(huán)的偏振串音下降很多，甚至不合格(該涂膠為“刷膠”方式，對膠量的多少不可控)。
(2)涂敷均勻度的影響對振動性能和偏振串音都有直接影響，嚴(yán)重時兩者都不合格。
(3)固化后膠的硬度的影響涂膠不固化或固化不完全，振動不過關(guān)；但固化后硬度較大時，又影響光纖環(huán)的偏振串音。
基于上述原因，在光線環(huán)的繞制過程中，必須控制用膠的涂敷及涂敷質(zhì)量，因此，本專利申請的發(fā)明人經(jīng)實驗論證用膠粘劑將光纖與光纖之間在纏繞時固結(jié)為一體，這樣膠粘劑就可以填充在這些光纖與光纖之間的空隙中，在固化條件下利用膠液的粘接力，可以使光纖與光纖以及光纖與光纖環(huán)連成一個整體，這樣就可以確保線圈具有良好的堅固性，減少振動環(huán)境對光纖陀螺的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于公開一種加工光纖過程中繞纖、涂膠一次成型的涂膠工藝。
本發(fā)明的目的之二在于公開一種能夠均勻地將膠液涂在光纖上的涂膠裝置。
本發(fā)明的一種能夠一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠工藝，其工藝步驟包括(A)將膠液放入膠池中；(B)將光纖安裝在供纖機(jī)構(gòu)上，引出光纖頭，光纖頭將通過第二支架、張力控制機(jī)構(gòu)、第一支架進(jìn)入固定在排纖機(jī)構(gòu)上的涂膠本體上的第一斜形槽、膠池、限膠滾珠、第二斜形槽、漏膠口、第一口杯和第二口杯，最后將光纖繞在收纖機(jī)構(gòu)的光纖環(huán)上；(C)打開電源裝置，在張力控制機(jī)構(gòu)的20～60r/min繞速控制下，繞纏在收纖機(jī)構(gòu)的光纖環(huán)上的光纖均勻涂覆有膠液；(D)從收纖機(jī)構(gòu)上取下光纖環(huán)，在溫箱內(nèi)熱固化1～4小時，在空冷1～4小時，固化完成后，取出，即光纖涂膠完成。
本發(fā)明的一種能夠一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠裝置，涂膠本體與連接件為一體加工成型結(jié)構(gòu)，連接件設(shè)在涂膠本體的一側(cè)邊上，連接件上設(shè)有安裝孔，通過安裝孔將涂膠裝置安裝在排纖機(jī)構(gòu)上；涂膠本體上設(shè)有膠池、漏膠口、凹槽，在膠池的相對邊上設(shè)有供光纖通過的第一斜形槽和第二斜形槽，第二斜形槽的根部設(shè)有限膠滾珠，限膠滾珠上設(shè)有供光纖通過的槽，限膠滾珠安裝在膠池的底部；漏膠口為一穿透涂膠本體的一空孔；凹槽為一長方形凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽內(nèi)安裝有第一口杯和第二口杯，第一口杯的杯口向漏膠口方向放置，第一口杯的杯管與第二口杯的杯管套接，第二口杯的杯口向外放置。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于(1)膠液均勻涂敷在光纖的表面；(2)繞纖與涂膠一次成型減少了加工光纖陀螺線圈成型的時間；(3)光纖與光纖之間，光纖與繞纖環(huán)之間無間隙。


圖1是本發(fā)明涂膠裝置的外形示意圖。
圖2是本發(fā)明涂膠本體的俯視圖。
圖3(a)是本發(fā)明第一口杯結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3(b)是本發(fā)明第二口杯結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是微機(jī)控制半自動光纖繞環(huán)機(jī)的外形示意圖。
圖5是涂膠與否的光纖環(huán)消光比測試圖。
圖中1.第一口杯101.杯口102.杯管2.第二口杯201.杯口202.杯管 3.第一斜形槽 13.第二斜形槽 4.膠池 5.漏膠口 6.涂膠本體 7.連接件 701.安裝孔 8.凹槽 9.限膠滾珠 501.收纖機(jī)構(gòu)502.排纖機(jī)構(gòu) 503.供纖機(jī)構(gòu) 504.張力控制機(jī)構(gòu) 505.第一支架506.第二支架 507.箱體 508.底盤 509.蓋體具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明的涂膠裝置安裝在“微機(jī)控制半自動光纖繞環(huán)機(jī)”的排纖機(jī)構(gòu)502上，且與第一支架505的滑輪在同一軸線上。從供纖機(jī)構(gòu)503引出來的光纖經(jīng)第二支架506、張力控制機(jī)構(gòu)504、第一支架505、然后進(jìn)入本發(fā)明的涂膠裝置的第一斜形槽3、、膠池4、限膠滾珠9、第二斜形槽13、漏膠口5、第一口杯1和第二口杯2，最后將光纖繞在收纖機(jī)構(gòu)501的光纖環(huán)上。微機(jī)控制半自動光纖繞環(huán)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)請參見圖4所示，申請?zhí)柺?00310113497.X，申請日是2003年11月13日。在圖4(畫有虛線圓圈)所示中，涂膠裝置通過連接件7上的安裝孔701用螺釘固定在排纖機(jī)構(gòu)502的端部，涂膠本體6上的第一斜形槽3與第一支架505上的滑輪必須保持在同一軸線上，不然，光纖不能正常通過涂膠本體6。
在本發(fā)明中，繞纖與涂膠一次成型。所使用的膠液為由含乙烯基端基的聚二甲基硅氧烷在鉑絡(luò)合物的催化作用下，與多官能度的含氫硅烷起加成反應(yīng)，從而發(fā)生鏈增長合鏈交聯(lián)的一種硅橡膠。在繞纖、涂膠過程中的步驟為(A)將膠液放入膠池4中；(B)將光纖安裝在供纖機(jī)構(gòu)503上，引出光纖頭，光纖頭將通過第二支架506、張力控制機(jī)構(gòu)504、第一支架505進(jìn)入固定在排纖機(jī)構(gòu)502上的涂膠本體6上的第一斜形槽3、膠池4、限膠滾珠9、第二斜形槽13、漏膠口5、第一口杯1和第二口杯2，最后將光纖繞在收纖機(jī)構(gòu)501的光纖環(huán)上；(C)打開電源裝置，在張力控制機(jī)構(gòu)504的20～60r/min繞速控制下，繞纏在收纖機(jī)構(gòu)50 1的光纖環(huán)上的光纖均勻涂覆有膠液；(D)從收纖機(jī)構(gòu)501上取下光纖環(huán)，在溫箱內(nèi)熱固化1～4小時，在空冷1～4小時，固化完成后，取出，即光纖涂膠完成。
經(jīng)對未涂膠的光纖環(huán)與涂有膠液的光纖環(huán)進(jìn)行消光比測試，得到消光比降低了約4dB，如圖5所示。在實踐中取得了良好的效果，對于光纖線圈比較重要的參數(shù)消光比(串音)而言，改進(jìn)后的工藝比以前工藝的效果改進(jìn)很多。在圖5中可以看出當(dāng)溫度低于室溫后，消光比降低很多，基本上在0℃以下消光比降到20dB以下，不能滿足使用要求。采用本發(fā)明的涂膠工藝后，可以看出效果比較明顯，在-20℃時其消光比為26.4dB，-25℃時其消光比為26.05dB。雖然在溫度變化的情況下消光比也有比較大的變化，但變化的幅度比改進(jìn)前小得多，同時在整個工作溫度范圍內(nèi)能夠基本滿足使用要求。而且就工藝本身而言，避免了改進(jìn)前工藝的缺陷，提高了可操作性，節(jié)省了時間和涂料，可以說是向前邁了一大步。
本發(fā)明的一種能夠一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠裝置，涂膠本體6與連接件7為一體加工成型結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成涂膠裝置；連接件7設(shè)在涂膠本體6的一側(cè)邊上，連接件7上設(shè)有安裝孔701，通過安裝孔701將涂膠裝置安裝在排纖機(jī)構(gòu)502上；涂膠本體6上設(shè)有膠池4、漏膠口5、凹槽8，在膠池4的相對邊上設(shè)有供光纖通過的第一斜形槽3和第二斜形槽13，第二斜形槽13的根部設(shè)有限膠滾珠9，限膠滾珠9上設(shè)有供光纖通過的槽，限膠滾珠9安裝在膠池4的底部；漏膠口5為一穿透涂膠本體6的一空孔；凹槽8為一長方形凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽8內(nèi)安裝有第一口杯1和第二口杯2，第一口杯1的杯口101向漏膠口5方向放置，第一口杯1的杯管102與第二口杯2的杯管202套接，第二口杯2的杯口201向外放置。
在本發(fā)明中的涂膠裝置，第一口杯1和第二口杯2的杯管直徑是不一樣大的，因其中的一個杯管需要套接在另一個口杯的杯管內(nèi)，所以一個杯管的內(nèi)徑就是另一個杯管的外徑，并且杯管的大小與光纖的粗細(xì)是適配的，即第一口杯1的杯管102直徑大于第二口杯2的杯管202的直徑。光纖在行進(jìn)過程中，在膠池4中帶膠，此時膠量較大，經(jīng)過第一口杯1后多余的膠液被“刮下”，只在光纖的表面留有所需的薄薄一層，且較為均勻，符合涂膠用量。
在本發(fā)明中的涂膠裝置，由于雙組分室溫硫化加成型硅橡膠膠液由含乙烯基端基的聚二甲基硅氧烷在鉑絡(luò)合物的催化作用下，與多官能度的含氫硅烷起加成反應(yīng)，從而發(fā)生鏈增長合鏈交聯(lián)的一種硅橡膠。在本發(fā)明中，膠池4為梯形形狀，膠池4的底部小于口部的設(shè)計是因膠液在放置4個小時左右會自己固化，從而不能再使用，所以在配膠時或者在膠池4中放入膠液時以膠池4為用量單位。
在本發(fā)明中，限膠滾珠9用于限制光纖通過膠池4時，涂覆在光纖上的多余的膠量。限膠滾珠9上的槽寬僅約大于光纖，這樣就有利于將多余的膠量“刮下”，使光纖在進(jìn)入第二斜形槽13、漏膠口5時無過多的膠液。
使用本發(fā)明的涂膠裝置能夠使膠液均勻涂敷在光纖的表面，并且光纖與光纖之間，光纖與繞纖環(huán)之間無間隙有效地提高了消光比。繞纖與涂膠一次成型減少了加工光纖陀螺線圈成型的時間。
權(quán)利要求
1.一種能夠一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠工藝，其特征在于(A)將膠液放入膠池(4)中；(B)將光纖安裝在供纖機(jī)構(gòu)(503)上，引出光纖頭，光纖頭將通過第二支架(506)、張力控制機(jī)構(gòu)(504)、第一支架505進(jìn)入固定在排纖機(jī)構(gòu)(502)上的涂膠本體(6)上的第一斜形槽(3)、膠池(4)、限膠滾珠(9)、第二斜形槽(13)、漏膠口(5)、第一口杯(1)和第二口杯(2)，最后將光纖繞在收纖機(jī)構(gòu)(501)的光纖環(huán)上；(C)打開電源裝置，在張力控制機(jī)構(gòu)(504)的20～60r/min繞速控制下，繞纏在收纖機(jī)構(gòu)(501)的光纖環(huán)上的光纖均勻涂覆有膠液；(D)從收纖機(jī)構(gòu)(501)上取下光纖環(huán)，在溫箱內(nèi)熱固化1～4小時，在空冷1～4小時，固化完成后，取出，即光纖涂膠完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠工藝，其特征在于繞纖和涂膠一次加工成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠工藝，其特征在于涂覆在光纖上的膠液是雙組分室溫硫化加成型硅橡膠液，由含乙烯基端基的聚二甲基硅氧烷在鉑絡(luò)合物的催化作用下，與多官能度的含氫硅烷起加成反應(yīng)，從而發(fā)生鏈增長合鏈交聯(lián)的一種硅橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠工藝，其特征在于涂覆有膠液的光纖其消光比降低了4dB。
5.一種能夠一次成型地將膠液均勻涂覆在光纖陀螺線圈上的涂膠裝置，其特征在于涂膠本體(6)與連接件(7)為一體加工成型結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成涂膠裝置；連接件(7)設(shè)在涂膠本體(6)的一側(cè)邊上，連接件(7)上設(shè)有安裝孔(701)，通過安裝孔(701)將涂膠裝置安裝在排纖機(jī)構(gòu)(502)上；涂膠本體(6)上設(shè)有膠池(4)、漏膠口(5)、凹槽(8)，在膠池(4)的相對邊上設(shè)有供光纖通過的第一斜形槽(3)和第二斜形槽(13)，第二斜形槽(13)的根部設(shè)有限膠滾珠(9)，限膠滾珠(9)上設(shè)有供光纖通過的槽，限膠滾珠(9)安裝在膠池(4)的底部；漏膠口(5)為一穿透涂膠本體(6)的一空孔；凹槽(8)為一長方形凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽(8)內(nèi)安裝有第一口杯(1)和第二口杯(2)，第一口杯(1)的杯口(101)向漏膠口(5)方向放置，第一口杯(1)的杯管(102)與第二口杯(2)的杯管(202)套接，第二口杯(2)的杯口(201)向外放置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂膠裝置，其特征在于第一口杯(1)的杯管(102)直徑可以大于第二口杯(2)的杯管(202)的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂膠裝置，其特征在于第一口杯(1)的杯管(102)直徑可以小于第二口杯(2)的杯管(202)的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂膠裝置，其特征在于膠池(4)為梯形形狀，膠池(4)的底部小于口部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對光纖陀螺線圈的涂膠裝置及其涂膠工藝，當(dāng)光纖通過涂膠裝置，光纖表面將均勻涂覆有膠液，使繞纖和涂膠一次成型。涂膠裝置的涂膠本體與連接件為一體結(jié)構(gòu)，連接件設(shè)在涂膠本體的一側(cè)邊上，涂膠本體上設(shè)有膠池、漏膠口、凹槽；在膠池的相對邊上設(shè)有供光纖通過的第一斜形槽和第二斜形槽，第二斜形槽的根部設(shè)有限膠滾珠，限膠滾珠上設(shè)有供光纖通過的槽；漏膠口為一空孔；凹槽內(nèi)安裝有第一口杯和第二口杯，第一口杯的杯口向漏膠口方向放置，第一口杯的杯管與第二口杯的杯管套接，第二口杯的杯口向外放置。本發(fā)明的涂膠工藝使膠液均勻涂敷在光纖的表面，并且光纖與光纖之間，光纖與繞纖環(huán)之間無間隙有效地提高了消光比。繞纖與涂膠一次成型減少了加工光纖陀螺線圈成型的時間。
文檔編號B05D1/18GK1597143SQ200410078259
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月23日
發(fā)明者孟照魁, 伊小素, 杜新政, 楊學(xué)圍, 張春熹 申請人:北京航空航天大學(xué)