光纖陀螺儀標(biāo)定平臺(tái)設(shè)計(jì)及實(shí)施

李建華 陳鵬良

摘 要 通過(guò)光纖陀螺儀受環(huán)境振源進(jìn)行調(diào)査，針對(duì)振源形成處理方案及改進(jìn)措施。利用檢測(cè)設(shè)備對(duì)高穩(wěn)定帶溫箱平臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)和光纖陀螺儀驗(yàn)證確認(rèn)。

關(guān)鍵詞 振源;減振;隔振;彈性支撐;被動(dòng)隔振

引言

光纖陀螺儀具有很高的精度和靈敏度，且堅(jiān)固可靠，不受電磁，震動(dòng)影響等特點(diǎn)，現(xiàn)代光纖陀螺儀得到了迅速的發(fā)展。光纖陀螺儀零漂穩(wěn)定性是陀螺儀一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此提出建立高穩(wěn)定性帶溫箱平臺(tái)。根據(jù)光纖陀螺儀有很高的靈敏度，實(shí)際測(cè)試環(huán)節(jié)中環(huán)境振源是影響陀螺測(cè)試重要來(lái)源，為此提出高穩(wěn)定性帶溫箱平臺(tái)具有隔振和減振的特點(diǎn)。對(duì)實(shí)施場(chǎng)所環(huán)境振源進(jìn)行調(diào)査，針對(duì)振源形成處理方案。平臺(tái)實(shí)施后，利用陀螺儀測(cè)試驗(yàn)證和振動(dòng)檢測(cè)。

1環(huán)境振源

針對(duì)光纖陀螺儀技術(shù)要求， 首先要對(duì)光纖陀螺儀測(cè)試的環(huán)境進(jìn)行調(diào)査，包括振源類(lèi)別、量級(jí)、方向和頻率范圍等項(xiàng)目①。由于光纖陀螺儀自身不產(chǎn)生振動(dòng)，其受干擾的振源主要來(lái)源于外界對(duì)支承平臺(tái)傳導(dǎo)的振動(dòng)。為了減少外界振動(dòng)對(duì)光纖陀螺儀的影響，把隔振基座安裝在隔振地基的地基上，使之與周?chē)乇砀綦x，屬于消極隔振，又稱(chēng)被動(dòng)隔振[1]。調(diào)查結(jié)果如表1：

2振源處理

建立半地下隔離型的隔振地基與地表隔離（如圖1），降低地表振動(dòng)傳導(dǎo)到隔振基礎(chǔ)。隔振基礎(chǔ)與周?chē)乇砀綦x采用橡膠隔離;防止隔振基礎(chǔ)失效。限制人員行動(dòng)范圍，降低對(duì)地表振動(dòng);溫箱采用分體式設(shè)計(jì)，降低振動(dòng)來(lái)源;由擾動(dòng)風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)變?yōu)槠叫兴惋L(fēng)，減低風(fēng)速;提升風(fēng)出口設(shè)計(jì)減少平臺(tái)受風(fēng)面;溫箱門(mén)扣為卡扣式，降低開(kāi)關(guān)門(mén)對(duì)平臺(tái)的影響;溫箱裝調(diào)后，見(jiàn)箱體固定于地面，箱體與隔振地基隔離未接觸，防止箱體位移影響平臺(tái)及隔振地基。溫箱工作室底面過(guò)孔直徑80mm，且支柱與溫箱壁開(kāi)孔間隙不小于5mm;在工作室與支柱間的間隙采用隔熱布搭蓋原理進(jìn)行防護(hù)，阻礙工作室內(nèi)外空氣對(duì)流，隔熱布直徑100mm[2]。

3平臺(tái)結(jié)構(gòu)

根據(jù)隔振體本身的重量和隔振要求，按頻率比λ≥2.5～5進(jìn)行計(jì)算，選擇減振器型號(hào)、裝配方式和參量（阻尼系數(shù)、剛度）②。平臺(tái)支架采用鋼制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度按上限設(shè)置，支架與隔振基礎(chǔ)地面采用螺栓連接。支撐平臺(tái)支柱螺桿可微調(diào)，起到調(diào)節(jié)平臺(tái)水平的作用。支柱5根，平臺(tái)支柱與支架用螺母連接，通過(guò)螺母互鎖;余量設(shè)計(jì)充足，降低其他不確定性因素。平臺(tái)臺(tái)面為增加質(zhì)量和減小形變量，采用大理石作為臺(tái)面，臺(tái)面尺寸與溫箱工作室四周預(yù)留150mm以上間隙，便于裝卸和調(diào)試，并保證臺(tái)面處于溫場(chǎng)有效工作區(qū)。

4平臺(tái)安裝

根據(jù)光纖陀螺儀用途，在針對(duì)振源分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證。為了改善低頻時(shí)的隔振效果，利用1mm厚的柔性橡膠墊隔振;支架與地面、支柱與大理石臺(tái)面均采用薄柔性橡膠墊減振隔離和增大結(jié)構(gòu)之間的接觸面。即起到彈性支撐又增大接觸面，使支撐平臺(tái)更穩(wěn)固。振動(dòng)檢測(cè)后，各連接點(diǎn)均涂上玻璃軟膠，防止松動(dòng)和滑動(dòng)。

支撐平臺(tái)的支柱與溫箱體過(guò)空至少保留3～5mm為宜，取消一般用的隔溫棉，采用隔熱布進(jìn)行隔溫，這樣減少溫箱振動(dòng)通過(guò)隔溫棉振動(dòng)傳遞。支柱直接穿過(guò)大小不同的雙層隔熱布，布面與溫箱內(nèi)下底面僅存在微小摩擦。由于溫箱箱體內(nèi)壁采用光面不銹鋼，摩擦可忽略不計(jì)。通過(guò)試驗(yàn)低溫時(shí)，隔熱布與內(nèi)壁未發(fā)生粘接現(xiàn)象。

5振動(dòng)檢測(cè)

利用高分辨率振動(dòng)傳感器進(jìn)行平臺(tái)振動(dòng)檢測(cè)，確認(rèn)隔振效果。分別對(duì)周邊設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、較近的人員走動(dòng)、輕推或敲擊溫箱箱體、溫箱工作時(shí)等的各種狀態(tài)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)布置2只三軸傳感器對(duì)隔振平臺(tái)和外界地面進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，各種狀態(tài)下隔振平臺(tái)上振動(dòng)傳感器測(cè)試值均小于0.5ug，對(duì)比結(jié)果確認(rèn)隔振效果明顯。通過(guò)光纖陀螺儀零漂穩(wěn)定性測(cè)試驗(yàn)證，周?chē)?米內(nèi)，有人員快速移動(dòng)，光纖陀螺儀零位數(shù)據(jù)有明顯變化，人員輕微緩慢移動(dòng)，光纖陀螺儀數(shù)據(jù)無(wú)明顯變化，周?chē)话阏駝?dòng)不影響光纖陀螺儀零位測(cè)試;而現(xiàn)有三軸傳感器測(cè)試的數(shù)據(jù)無(wú)法體現(xiàn)這一顯現(xiàn)。通過(guò)光纖陀螺儀測(cè)試驗(yàn)證，隔振平臺(tái)隔振效果明顯，雖然隔振地基還存在缺陷。通過(guò)反復(fù)確認(rèn)，減少該區(qū)域人員流動(dòng)可以消除影響。

6結(jié)束語(yǔ)

光纖陀螺儀零位測(cè)試平臺(tái)具有高穩(wěn)定性和隔振特點(diǎn)。提高隔振平臺(tái)支撐強(qiáng)度和臺(tái)體重量是降低振級(jí)，起到隔振和減振作用。通過(guò)地表隔振，設(shè)備與平臺(tái)之間隔振，溫箱內(nèi)空氣循環(huán)減振均是被動(dòng)隔振。

參考文獻(xiàn)

[1] 王鐵宏.基礎(chǔ)隔振技術(shù)[J].建筑科學(xué)，1990，（3）：75-79.

[2] 九情.隔振設(shè)計(jì)手冊(cè)[J].科技信息，1986，（8）：40.

作者簡(jiǎn)介

李建華（1975-），男，湖北天門(mén)，中南民族學(xué)院本科畢業(yè)，現(xiàn)為貴州航天控制技術(shù)有限公司計(jì)量技術(shù)員，從事電學(xué)計(jì)量、環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備和慣性測(cè)試設(shè)備檢測(cè)及其維護(hù)工作。