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线缆连接器密封性能可能决定系统的寿命

2018-09-05 13:45:40 来源:连接器世界网 作者:Dana Stoica,(ODU-USA, Inc. 全球市场经理) 编译:深圳市连接器行业协会 李亦平

【伟德betvictor官网 导读】水是电子产品的敌人。然而,从我们小型的消费性电子产品到复杂的军用装备,都有可能暴露于潮湿的环境中。线缆和连接器良好的密封性能至关重要。

  水是电子产品的敌人。然而,从我们小型的消费性电子产品到复杂的军用装备,都有可能暴露于潮湿的环境中。线缆和连接器良好的密封性能至关重要。

  恶劣的环境往往暴露出电子系统中最薄弱的部分,而这常发生在外部实体连接系统的某个点(如线缆)。本文将研究线缆连接器制造商必须解决的环境挑战,特别关注连接器针对灰尘、污垢和水的密封能力,以及它们可能需要遵守的各种标准。

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  环境挑战

  电子系统和设备存在于我们生活的各个方面,无论是在家里还是在工作中,我们期望它们能够在各种条件下可靠地运行它应有的功能。例如,消费电子产品的运行环境比军事或工业环境遇到的挑战小得多。并不是每种类型的设备都需要满足本文所讨论的最严格的标准,但了解这些标准以及设计用于不同应用设备的要求至关重要。

  特别是在长时间使用时,可靠性至关重要,电缆连接器往往是最显著的失效点。而军事行动经常发生的极端条件下,这种失效点是不可接受的。例如,考虑对必须在20米深可靠地运行潜水设备的要求,在这个深度,环境压力是海平面气压的三倍。这意味着,潜水器设备,特别是这类产品水密性能的密封件,其设计必须能够在长时间内承受比陆基系统更大的压力。

  浸入水中是产品开发人员面临的众多挑战之一。其他包括接触脏物、灰尘、高湿度、极端温度、腐蚀性气体、腐蚀性液体、冲击和振动、电击穿、电磁干扰和射频排放等。

  下面这份清单表明,在评估电缆连接器的质量时,许多标准可能是相关的,情况确实如此。然而,为了更集中,本文将特别侧重于连接器的特性,主要是针对污垢、灰尘和水破坏性影响的密封性能,并遵循相关行业标准。这些标准包括:

  · IP rating (IP等级-也称为侵入保护等级标准)

  · NEMA(国际电气制造商协会标准)

  · MIL-STD-810 G(美国国防部标准)

  · MIL-DTL-38999(美国国防部详细规范)

  常见密封理解误区

  也许最常用的密封术语是“密封”。它的正确定义是在一个规定的压差下测量某种特定气体(通常是氦,根据EIA-364-02 标准试验程序测试)的泄漏率。然而,这个术语常常被错误地用于水密性、浸没性、化学渗透或其他性质,而这些不一定与压差有关。测试工程师必须非常具体地描述他们正在测量的密封特性,因为它们可能与“密封”一词所涵盖的特性完全不同。

  一种防水或抗水的密封可能不需要气密,因为水的分子要比空气的气体分子大得多,因气体分子能通过间隙水分子根本无法通过。

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  图1:ODU的AMC系列连接器有O形环、灌孔和嵌入成型的产品等,达到IP 68级密封性能。

  连接器密封标准和技术

  图1所示的ODU AMC连接器采用了几种产品和技术。能确保连接的水密封,并可用于提供两根电缆之间的内部连接,或通过设备外壳表面安装的插座将电缆连接到设备上。在这两种情况下,O形圈、灌装和嵌入成型的产品等提供一个符合IP68标准的密封性能,这保证设备针对灰尘和在一定压力下长期浸没的密封保护。ODU微型-SNAP连接器(如图2所示)也符合IP 68标准,通过O形环、弹性密封、灌浆和封装在紧凑型电缆套筒中实现该等级要求。

  为了在恶劣环境下给客户提供额外的保护性能,一些连接器制造商把开发产品的标准提高。例如,所有ODU防水产品都能够在2米深度浸泡至少24小时,符合IEC 60529:2013标准,该标准超过了IP 68规范。包括ODU在内的几家连接器制造商还提供符合更严格的IP69规范的适用于恶劣环境连接器,这保证了对灰尘的全面保护和承受高压蒸汽清洗的能力。

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  图2:ODU的微型SNAP连接器实现了IP68等级保护

  每一个失效点都是致命的

  当选择用于恶劣环境应用的电子元件时,重要的是要考虑可能发生泄漏的任何点。这些通常是外部(如电缆)连接到系统的点。因此,保护电缆连接器免受脏物、灰尘和水侵入的密封往往具有特别重要的意义。为了保护电子设备免受恶劣环境的影响,设计者应确保连接的电缆和整个设备外壳都遵守IP等级、NEMA、 MIL-STD-810G,、MIL-DTL-38999标准等。通过识别和理解在特定苛刻环境应用相关的标准,工程师可以在整个设备评估和选择过程中做出更明智的决策。

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