确定恶劣环境中所用连接器的八个步骤
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在恶劣环境下的连接器设计面临一系列挑战。本文针对相关应用提出正确的参考指导。 坚固的连接器是为恶劣环境条件而建造。坚固连接器内部和外部部件都是为了承受挑战性环境，包括暴露在潮湿或碎片、冲击和振动、频繁配合，甚至灭菌等影响。这些组件不是一成不变的。坚固连接器将根据操作环境而变化。 由于坚固连接器经常用于军事、医疗、运输和其它苛刻环境，在这些应用中，风险必须最小化，因此仔细评估和选择过程对成功至关重要。这种挑战来自较小的连接器需要传输更多数据。在确认连接器时应该考虑所有变量。
SUBSEA TECH的 Mini-ROV Observer 3.2 是一个用于深海检查的机器人，应用了包括为海洋和水下定制的几个费舍尔核心系列连接器 第一步：了解应用 要确定是否需要一个坚固连接器，必须了解它的功能和工作条件。如果连接器将受到极端温度，水、灰尘和污垢污染，高配合周期，需要灭菌等影响，则需要增加强度。 坚固连接器对于设备是至关重要的。此阶段问题： * 连接器将在何种环境中使用? 它会暴露在水、盐雾或频繁的冲洗中吗? * 它会暴露在极端温度下吗? * 是否需要承受过大的振动或压力? * 是否需要电磁干扰屏蔽? * 是否必须符合具体标准，如MIL-SPEC或ATEX? 即使没有官方贴标，连接器可以通过测试达到官方行业标准。设计师应理解制造商如何确定其连接器的密封等级、电流额定值和工作电压等;检查产品的测试标准，以及了解他们的测试是如何进行的。 第二步：评估连接器性能 每个选择过程都应该从对电气规范的理解开始。要注意以下问题： * 需要多大的触点来支持应用的功率和信号需求? * 触点的配置是否为混合功率和信号提供足够的爬电距离? * 是否需要根据环境条件调整工作电压? * 设备需要多少个触点? 触点的大小，以及导线的尺寸，决定单个触点能携带多大电流。电压额定值取决于接触间距、绝缘材料和用于隔离触点的绝缘部分几何形状。 在审查规格时，特别要注意温升，它是指在特定电流值下会耗散多少热量，以及接触与导体尺寸的匹配。这些信息对于防止过热至关重要，过热是导致连接器过早失效的常见原因。 第三步：考虑灭菌方法 灭菌在医疗和实验室应用中起着重要作用，当你选择坚固的连接器时，它是一个重要的考虑因素。这一步骤要考虑的问题： * 最有可能使用哪种灭菌方法：化学、辐射或蒸汽高压灭菌? * 是否需要温度稳定或耐辐射的材料来维持所选择的灭菌方法? * 在灭菌或处理过程中，连接器是否应该用保护帽保护，以防止接触部分损坏? 有些灭菌方法具有腐蚀性，需要不锈钢连接件。了解灭菌的类型会影响材料的选择和保护附件。 第四步：对速度的需求 当今技术联系世界更加重视数据传输能力。设备必须能够通过本地网络和互联网传输大量数据，同时使用特定的协议。在高度控制风险环境中，这种压力会增加。当设备和安全取决于数据传输时，数据传输必须是准确和无阻碍的。这一步骤的问题： * 连接器是否能够处理协议? * 需要什么电缆配置来保持快速传递数据的能力? * 电连接器会执行这项功能吗?还是应该选择光纤?
通过两个部分的测试将确保所需的速度。在测试过程中，始终将连接器和电缆一起测试。首先在设计阶段进行，使用软件模拟连接器与协议的兼容性。 第二，使用网络分析仪测试连接器和电缆组合的物理原型。连接器制造商也可以提供推荐的连接器和电缆组合的测试数据。
Fischer MiniMax连接器有多个配置的数据速度。 此横截面显示为以太网设计的配置。 步骤5：检查连接器特性，确保可靠性 还记得第一步评估的连接器要求吗? 在这个阶段，当真正深入研究与可靠性相关的细节时，许多问题将再次得到解决。这一步骤的问题： * 连接器多久进行一次配合? * 设备是否使用多个类似的连接器? 如果是，可能需要键控和/或颜色编码来区分它们。 * 在未连接时，连接器是否需要一个保护帽?
这是一个例子，说明恶劣环境的连接器如何使用键控系统来防止无意断开。颜色编码的圆弧环是另一种方法，帮助用户区分插头和适当插座。 针对频繁配合应用，连接器额定使用周期推荐为5，000至10，000个配合周期。 另一个考虑因素是应对恶劣环境条件。温度、密封和耐久性是关键。 要确认合适的坚固连接器，请查找以下特性：
坚固连接器的特性 第六步：了解连接器材料 连接器的外壳材料影响可靠性、重量和成本。问题如下： * 重量是一个重要的考虑因素吗? * 小型化重要吗? * 连接器是长时间使用，还是插头及其相关电缆一次性使用? * 连接器会在腐蚀性环境中使用吗? 镀镍或镀铬的黄铜连接器比大多数材料的寿命更长。当重量优先考虑时，铝有时是首选的，黄铜和铝都是小型化的理想选择。在使用受限或一次性应用时，塑料是最好的选择。灭菌方法也将是材料选择的一个决定因素。 步骤7：了解IP等级和密封类型的详细信息 在恶劣和危险环境中，IP等级很重要。 入口保护(IP)额定值用于定义设备对灰尘、污垢和水的保护级别。极端环境中的坚固连接器通常额定为IP68或更高。 常用的密封等级包括：
注意以下问题： * 设备会暴露在水、污垢或灰尘中吗? * 接触是间歇性的还是长期持续的? * 如果它暴露在水中，是淡水还是盐水? * 它会被淹没吗? 有多深? 多久? * 如果引用IP68评级，请询问测试的时间和深度。 * 应用是否需要气密密封? 如果需要防水或防尘/防污，请确认IP68或以上评级，同时记住每个制造商可以不同定义此特定评级。例如，在20米处两小时的IP68评级与在120米处24小时的IP68评级有很大不同，但这两种情况都可以声称IP68。 制造商的详细信息将更好地定义确切的IP68规范。 同时，还需要知道连接器的IP额定值是用于配合的还是未配合的条件。
Fischer Core 系列连接器的图表显示了密封位置，密封等级到IP68。 气密要求，比如，真空应用和加压容器应用等。这些应用需要高水平的密封，防止气体长时间泄漏。问题如下： * 应用需要什么真空水平? * 是否需要考虑压差? * 需要哪种类型的O形环材料? 一定要考虑到整个装置上存在的总压差。 密封连接器的构建必须考虑到这些因素。
一定要考虑到整个装置上存在的总压差。 密封连接器的构建必须考虑到这些因素。 8：检查小型化需求 到目前为止，所考虑的所有因素都将影响到连接器的尺寸以及期望的性能。这通常不是一个是否需要小型化的问题，而是能做多小，并且仍然保持一个符合应用环境的解决方案。 制造商正在响应微型连接器的需求，这种连接器可以提供所需要的性能。 然而，仍然存在局限性。有以下问题： * 能用一个连接器替换单独的电源和数据连接器吗? * 引脚密度如何影响指定较小连接器的能力? * 引脚还会提供需要的数据速度吗? 他们会满足电力要求吗? * 设备的灭菌要求是否限制了可以使用的连接器材料? * 端接要求将如何影响小型化? 电压、电流能力、引脚大小、引脚数和端接方法都是非常重要的考虑因素。 小连接器更难端接，可能需可用的预连线。引脚尺寸影响连接器能携带多大电流，连接器的大小与介电耐压直接相关。 供应商应证明其连接器能够满足数据速度要求。他们还可以推荐布线选项，这些选项将与选择的连接器一起工作，并满足您的应用需求。 额外步骤：选择电缆 应该对所需要连接器类型有一个好的想法。在完成完整设计之前，要考虑线缆的选择。坚固的连接器需要同样优质的电缆组件。问题如下： * 根据系统功率要求需要什么导体尺寸? * 介电耐压是交流还是直流? * 电缆组件的挠曲寿命是多少? * 哪种外披材料最适合应用环境需要? * 电缆组件的密封要求是什么? * 需要什么颜色的电缆? * 应用是否需要过模电缆组件或弯曲浮雕引导? * 该购买预先安装的插头吗? 很少有OEM自己制造电缆组件。大多数人求助于专业的电缆组件提供商或他们连接器制造商推荐特定的电缆、过模和组件等，这将创造一个坚固的互连解决方案。 此外，越来越多的微型连接器使装配更困难。考虑从制造商购买预先组装的插头或定制的组件，用于微型连接器装配。 结论 坚固的连接器是当今设备的一个小而重要的组成部分。创新正在不断地改变可用的选项，以及它们的性能。良好的供应商关系对于跟上最新技术和确保整个生产，包括布线等应用要求至关重要。 |
