随着我国高铁及城际铁路的快速发展,轨道测试的快捷性、高效性、精准性成为焦点问题,轨道检测仪(以下简称“轨检仪”)正是解决测试的方便性、准确性、快捷性和高效性的铁路发展产物,其核心部件是光纤陀螺。光纤陀螺作为一个关键部件,其设计、研发和生产都是十分重要的环节。自2009年3月开始,本论文开展轨检仪光纤陀螺设计与制造的研究工作。光纤陀螺作为轨检仪的敏感器件,其性能的优劣直接决定轨检仪的测量准确性。与传统惯性敏感器件相比,用于轨检仪的光纤陀螺(以下简称“轨检仪光纤陀螺),具有抗冲击、抗振动、精度高、寿命长等优点,可替代进口的轨检仪惯性敏感器件,推动轨检仪光纤陀螺的国产化进程。本论文的研究工作体现在以下几方面。1.设计轨检仪光纤陀螺指标要求:根据轨检仪系统原理及使用要求,通过指标分解,提出了轨检仪光纤陀螺的主要性能指标要求、环境适应性指标要求和可靠性指标要求,为光纤陀螺的设计提供了方向和目标。2.轨检仪光纤陀螺电路设计:对轨检仪光纤陀螺各部件、环境适应性以及可靠性进行研究和具体设计,重点阐述光纤陀螺的电路设计,包括主板电路和光源板电路设计,主板电路主要设计了电源电路、陀螺信号检测电路和接口部分电路;光源板电路主要设计光源控制电路,包括恒流源电路和光源温控电路;对电路设计进行原理分析,以及电路设计影响陀螺稳定性的因素分析。3.研究轨检仪光纤陀螺加工制造技术:设计光纤陀螺装配制造流程,从机械加工、电气装配、陀螺装配三个方面研究其加工制造技术,包括环体加工工艺方法研究、BGA封装器件返修工艺研究、陀螺装配稳定性工艺研究,重点阐述陀螺装配测试稳定性问题,分析光路噪声对陀螺稳定性的影响,设计解决方法并进行试验验证。4.设计并分析现场测试情况和指标达到情况:根据技术指标要求情况设计了光纤陀螺测试项目和试验要求,制定测试环境、设计工艺装备并进行测试试验验证,对光纤陀螺的技术指标达到情况和效果进行了分析;对设计的光纤陀螺装配到轨检仪系统后进行验证并与国外同类产品进行性能比较。本文研究的轨检仪光纤陀螺达到设计指标要求并成功应用于全国多家铁路局轨道检测系统,交付用户千余套,解决了我国轨道检测系统依赖进口光纤陀螺的局面,提高了轨道检测的精度,促进了轨道检测技术的进步,对我国铁路检测和高速铁路建设的国产化进程具有积极的推动作用。