如何选择适于严苛环境应用的连接器

2019-08-17 13:57字体:
  

Cliff Ortmeyer(Farnell及e络盟 全球解决方案开发总监)

201908403606

摘要:连接设备大多设在户外,且选件数量庞大。只有充分了解相关应用需求和产品功能并审慎选择,才能选定最适用的连接器来打造出卓越的系统。

关键词:连接器;选择;恶劣;极端

  连通性是当今这个技术驱动世界的发展命脉。该术语涉及多个维度,覆盖互联网、数据网络、各类家电和设备、汽车部件、重型机械、军事设施、工业设备等。无论这些多样化系统应用于何种场景,都是连 接器让它们得以保持运行和连接。实际上,目前采用了电路系统或电路板的每一件设备,都需要使用连接 器将各组件连接在一起。因此,连接器在实现系统的可靠性和坚固性方面发挥着至关重要的作用。

  许多人都是在温和、受控的室内环境下工作的,也因此,周围的设备和家电同样处于舒适环境。然而,为维持这种平稳舒适生活的多数电力和电子系统以及机械设备本身却是在恶劣条件下运行的,时刻承受着自然环境的各种考验。这些系统需要在极端温度,天气、灰尘、水及压力不断变化的各种环境中不 间断运行。

  连接器为接入这些系统的电缆提供了接入点,而接入点往往极易出现磨损和故障。因此,必须保证连 接器形成一个安全屏障,以便在各种突发及棘手的情况下也能保护系统。选择能够耐严重污垢、抗振动、 耐极端温度、抵御潜在爆炸性环境的连接器,可让系统在长时间内保持良好状态。

  连接器有各种选型,可满足各种不同需求。对于恶劣环境和极端条件下使用的系统,设计人员和制造 商应按照多种不同标准及要求来选择最适用的理想连接器。首先就是连接器的 IP(入侵防护)等级,它表 示该连接器对灰尘和水等恶劣元素入侵的防护程度。由于连接器本质上是进入系统的基本通道,因此必须 高度坚固。以 IP66 等级的连接器为例,IP 等级的首 位数字从 0 到 6,表示防止固体和灰尘等移动物体侵 入的等级。第二个数字从0到8,表示防液体、防湿气的密闭程度。

  连接器使用的锁定耦合装置是另一个需要考虑的重要因素,包括推挽、速卸、扭锁、卡销等多种不同类型。对恶劣环境应用来说,抗运动和耐振动的设计比易用型设计更为可靠。最后,必须核验连接器的罩壳和绝缘材料,以确保其不受温度波动影响,且抗尘、耐潮。

  工业、基础设施、建筑、钻探及海上环境下使用的系统更为庞杂,且集合了机械系统与可实现自动化和微调控制的尖端电子组件。这些系统制造和购买均价格不菲,往往需要高技能工作人员进行操作和维护。为了满足这些极端环境下的高负荷应用需求,这些系统必须足够坚固、安全。因此,系统中使用的连接器应审慎选择,以匹配具体要求。应该选择等级与规格和条件相符的坚固、密封式塑料或金属连接器。例如Bulgin 4000系列(如图1)可提供符合 IP66、 IP68 和 IP69K 标准的出色密封特性,能够确保在严苛环境中提供有效的防护能力,且对振动、冲击和腐蚀的耐受能力达到了ENIEC 60068标准要求。这一系列连接器最适合海上、工业、运输和基础设施等广泛应用,特别是空间狭小的领域。


  制造业越来越高效,同时自动化不断推动“全自动化生产”模式的实现,以最大限度减少停机时间和人工干预,这样的发展趋势对系统组件尤其是连接器的需求日益加强。自动化严重依赖于传感器及其生成的信号和数据,这将给所在环境带来噪音及强电磁干扰,从而对关键的高速数据连接性能造成负面影响。因此,必须谨慎为这类系统选择电屏蔽连接器,其中 一个理想选择就是IP 65 67连接器。同时更加重要的是,这些连接器还应具备 360°全方位电磁干扰屏蔽功能,以确保连接器提供等同于电缆的有效屏蔽,例 如Phoenix Contact采用直插式连接技术的新型 M12 连接器系列(如图2)。

  海上应用需要的则是浸入海水时仍能保持良好状态的连接器。湿气和盐具有高腐蚀性,因此,此类环境 下的连接器必须高度密封及防水,应至少达到 IP 68 等级,且具有较高的耐盐雾腐蚀性,最好超过500 h。

  对于大量使用机械设备的油气行业,其设备必须同时禁得住工业和海上环境下的各种恶劣条件。

  此外,这些设备还暴露在可挥发性气体和液体相混合的易爆环境下。油气行业还广泛使用遥控潜水器(ROV)(如图3),该设备包含高度精密且灵敏的电子元件,且其数据线的连通性必须高度可靠。因此,油气行业所选用的连接器也需具备相适的坚固性;同时,与海上应用一样,油气行业的连接器也应至少达到 IP 68 等级,且最好具有超过500 小时的高耐盐雾腐蚀性,评级应达到 EX Zone 1 和 2。


  这些只是严酷条件下运行的部分范例。随着物联网(IoT)逐渐渗入各个行业,几乎所有事物都将实现互连互通。这些连接设备和传感器大多设在户外,比如农业、天气、能源监控器和传感器、车用连接器、监控摄像机、交通监控器等等。连接器可谓是这些海量连接设备的基础构建模块,为实现设备的可靠、安全运行发挥了至关重要的作用。为了支持互联世界,各类连接器性能不断提升且选件数量日益庞大。只有充分了解相关应用需求和产品功能并审慎选择,才能选定最适用的连接器来打造出卓越的系统。

  作为全球电子元器件与开发服务分销商,e络盟积累了深厚的专业知识,能够为客户从初始概念设计直至大规模量产各阶段提供支持;同时,e络盟还发布了连接器电子指南,让工程师通过简单观察或零件编号便可从e络盟广泛的连接器品类中轻松浏览并选定最适用的互连产品。

公司简介:

  e络盟隶属于Premier Farnell集团。Premier Farnell隶属于安富利集团。Premier Farnell是全球电子元器件与开发服务分销商,是3 500多家知名品牌授权分销商,已逾80年历史。Premier Farnell在欧洲经营Farnell 品牌,北美经营Newark品牌,在亚太地区经营 e 络盟品牌。

(注:本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第8期第28页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。)



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