Koblinger i tøffe miljøer, både interne og eksterne komponenter, må tåle en rekke miljøpåvirkninger, inkludert eksponering for fuktighet eller rusk, sjokk og vibrasjoner, hyppig sammenkobling og separasjon, og til og med sterilisering. Robuste kontakter er bygget for en rekke bruksområder, og kravene vil variere avhengig av driftsmiljøet.
Robuste koblinger brukes ofte i militære, medisinske, transport- og andre tøffe miljøer der risikoen må minimeres, så nøye evaluering og valg er avgjørende. Miniatyriserte kontakter overfører mer data, noe som resulterer i økt designtrykk. Alle variabler må vurderes når du bestemmer en robust kobling.
SUBSEA TECHs Mini-ROV Observer 3.2-robot for dyphavsutforskning bruker Fischer Core-seriekoblinger.
Trinn 1: Definer søknadskrav
Å avgjøre om en robust kontakt er nødvendig, krever en forståelse av dens tiltenkte funksjon og driftsforholdene den vil tåle. Forsterkning er nødvendig hvis skjøten utsettes for ekstreme temperaturer, vann, støv og skitt, høye paringssykluser eller sterilisering. Robuste koblinger er avgjørende for krevende utstyr.
Spørsmål på dette stadiet:
* I hvilket miljø skal kontakten brukes? Vil den bli utsatt for vann, saltsprut eller hyppig spyling?
* Er du utsatt for ekstreme temperaturer?
* Trenger den å tåle overdreven vibrasjon eller trykk?
* Er EMI-skjerming nødvendig?
* Er det en spesifikk standard som må oppfylles, for eksempel MIL-SPEC eller ATEX?
Koblinger kan testes i henhold til offisielle industristandarder, selv om de ikke bærer offisielle etiketter. Designere må forstå hvordan produsentene spesifiserer tetningsspesifikasjonene, strømverdiene og driftsspenningene til kontaktene sine. Sjekk et produkts teststandarder for å se nøyaktig hvordan testingen utføres.
Trinn 2: Evaluer koblingsprinsipper
Hver utvelgelsesprosess bør starte med å forstå de elektriske spesifikasjonene.
Spørsmål på dette stadiet:
* Hvilken størrelse kontakter kreves for å støtte strøm- og signalapplikasjonskrav?
* Gir kontaktkonfigurasjonen tilstrekkelig krypning og klaring for blandet kraft og signal?
* Må arbeidsspenningen justeres i henhold til miljøforholdene?
·* Hvor mange kontakter trenger enheten?
Størrelsen på kontaktene, sammen med ledningsstørrelsen, bestemmer hvor mye strøm en enkelt kontakt vil bære. Spenningen avhenger av kontaktavstanden, isolasjonsmaterialet og geometrien til isolatoren som brukes til å isolere kontaktene.
Når du gjennomgår spesifikasjoner, vær spesielt oppmerksom på temperaturstigningsspesifikasjonen, som indikerer hvor mye varme som vil bli avledet ved en bestemt strømverdi, og kompatibiliteten til kontakten med lederstørrelsen. Denne informasjonen er avgjørende for å forhindre overoppheting, som er en vanlig årsak til for tidlig koblingsfeil.
Trinn 3: Vurder steriliseringsmetoder
Sterilisering spiller en rolle i medisinske og laboratorieapplikasjoner og er en viktig faktor når du velger en robust kobling.
Spørsmål på dette stadiet:
* Hvilken steriliseringsmetode vil mest sannsynlig bli brukt: kjemisk, strålings- eller dampautoklavering?
* Er temperaturstabile eller strålingsbestandige materialer nødvendig for å overleve den valgte steriliseringsmetoden?
* Bør en beskyttelseshette brukes for å beskytte kontakten mot kontaktskade under sterilisering eller håndtering?
Noen steriliseringsmetoder er etsende og krever bruk av koblinger i rustfritt stål. Å forstå typen sterilisering kan påvirke materialvalg og beskyttelsestilbehør.
Trinn 4: Sjekk hastighetskrav
Å koble sammen verden i dag legger mer vekt på dataoverføringsevner. Enheter må kunne overføre store mengder data over lokale nettverk og Internett mens de bruker spesifikke protokoller. Når utstyr og sikkerhet er avhengig av dataoverføring, skal dataoverføring være nøyaktig og uhindret.
Spørsmål på dette stadiet:
·* Er kontakten i stand til å oppfylle den nødvendige protokollen?
* Hvilken kabelkonfigurasjon kreves for å opprettholde muligheten til å overføre data raskt?
·* Kan elektriske kontakter og optiske fibre oppfylle kravene?
Krav til hastighetsytelse er sikret gjennom en to-trinns testprosess. Under denne prosessen testes alltid kontakter og kabler sammen. Den første runden, utført under designfasen, bør bruke programvare for å simulere kontaktens kompatibilitet med protokollen. Den andre runden bør inkludere en fysisk prototype for å teste koblingen og kabelkombinasjonen ved hjelp av en nettverksanalysator. Koblingsprodusenter kan også gi testdata om anbefalte kontakt- og kabelkombinasjoner.
Fischer MiniMax-kontakter er tilgjengelige i en rekke konfigurasjoner. Dette tverrsnittet viser en konfigurasjon designet for Ethernet.
Trinn 5: Sjekk kravene til koblingens pålitelighet
Spørsmål på dette stadiet:
* Hvor ofte vil kontaktene sammenkobles eller separeres?
·* Bruker enheten flere lignende kontakter? I så fall kan nøkkeling og/eller fargekoding være nødvendig for å skille dem.
·* Trenger du en beskyttelseshette for kontakten?
Bildet ovenfor er et eksempel på et tøft miljø der en kobling kan forhindres fra å løsne ved hjelp av et nøkkelsystem.
For applikasjoner som krever flere paringssykluser, anbefales koblinger vurdert for 5,000 til 10,000 paringssykluser. Et annet hensyn er tøffe miljøforhold. Temperatur, tetthet og holdbarhet er nøkkelen.
For å finne riktig robust skjøt, se etter følgende egenskaper:
Karakteristiske krav til robuste kontakter
Trinn 6: Forstå koblingsmaterialer
Husmaterialet til en kontakt påvirker pålitelighet, vekt og kostnad.
Spørsmål på dette stadiet:
· Er vekt en viktig faktor?
· Er miniatyrisering viktig?
* Er kontaktene beregnet for langvarig bruk, eller er pluggene og tilhørende kabler engangsbruk?
·* Brukes kontaktene i korrosive miljøer?
Nikkel- eller krombelagte messingkoblinger har en tendens til å vare lenger enn de fleste materialer. Aluminium er noen ganger foretrukket fordi vekt er en prioritet, og både messing og aluminium er ideelle for miniatyrisering. Plast for begrenset bruk eller engangsbruk er best. Som nevnt ovenfor vil steriliseringsmetoden også være en avgjørende faktor ved materialvalg.
Trinn 7: Kjenn IP-klassifisering og segltypedetaljer
IP-klassifiseringen beskytter forbindelsen i tøffe og farlige miljøer. Ingress Protection (IP)-klassifiseringer brukes til å definere beskyttelsesnivået til en enhet mot støv, smuss og vann. Robuste kontakter for ekstreme miljøer er vanligvis klassifisert IP68 eller bedre.
Vanlige tetningskvaliteter inkluderer:
Spørsmål på dette stadiet:
* Vil enheten bli utsatt for vann, smuss eller støv?
* Er eksponeringen intermitterende eller langvarig?
* Hvis den utsettes for vann, er det ferskvann eller saltvann?
* Blir den nedsenket? Hvor dypt? Hvor lenge?
* Hvis IP68-klassifiseringen er oppgitt, vennligst be om tid og dybde på testingen.
* Krever søknaden en hermetisk forsegling?
Hvis vanntett eller støvtett er nødvendig, kreves IP68 eller over tetningsnivå. Husk også at hver produsents definisjon er forskjellig. For eksempel er en IP68-klassifisering for 2 timer på 20 meter svært forskjellig fra en IP68-klassifisering for 24 timer på 120 meter, men IP68 kan kreves i begge tilfeller. Detaljer fra produsenten vil bedre definere den nøyaktige IP68-spesifikasjonen. Det er også nødvendig å vite om IP-klassifiseringen til kontakten er for en sammenkoblet eller usammenkoblet tilstand.
Bildet ovenfor viser hvordan Fischer Core-seriens koblinger er forseglet
Lufttetthet er en vurdering i noen applikasjoner. For eksempel vakuumapplikasjoner og trykkbeholdere som ofte finnes i instrumenteringsapplikasjoner. Disse applikasjonene krever et høyt inneslutningsnivå for å forhindre gasslekkasjer over lengre perioder.
Problemer på dette stadiet:
* Hvilket vakuumnivå kreves for applikasjonen?
* Trenger du å vurdere differansetrykk?
* Hvilket O-ringmateriale kreves?
Pass på å ta hensyn til det totale differensialtrykket som eksisterer over enheten. Forseglede koblinger må ta disse faktorene i betraktning.
Lufttetthetstesting av hermetiske koblinger
Trinn 8: Sjekk miniatyriseringskrav
Det er mange faktorer som påvirker trenden med koblingsminiatyrisering. Vanligvis er det ikke et spørsmål om miniatyrisering er nødvendig, men hvor liten den kan designes og produseres, samtidig som den passer til kravene til applikasjonsmiljøløsningen.
Produsenter svarer på behovet for miniatyriserte kontakter som gir funksjonaliteten og ytelsen som en gang krevde to eller tre kontakter. Det er imidlertid fortsatt begrensninger.
Spørsmål på dette stadiet:
* Kan strøm og data overføres med én kontakt?
* Hvordan påvirker pinnedensitet ytelsen til mindre kontakter?
* Kan disse pinnene fortsatt gi den nødvendige datahastigheten? Klarer de strømkravene?
* Begrenser kravene til enhetssterilisering hvilke koblingsmaterialer som kan brukes?
* Hvordan vil krav til kabelterminering påvirke miniatyrisering?
Spenning, strømkapasitet, pinnestørrelse, pinneantall og termineringsmetode er alle svært viktige hensyn. Størrelsen på pinnene påvirker kraften som kontakten kan bære, og størrelsen på kontakten er direkte relatert til den dielektriske motstandsspenningen.
Leverandører bekrefter at deres kontakter kan oppfylle kravene til datahastighet. Den kan også anbefale kabelalternativer som fungerer med utvalgte kontakter og oppfyller applikasjonskravene.
Annet: velg riktig kabel
Du bør vite hvilken type kontakt som kreves. Robuste kontakter krever like robuste kabelsammenstillinger.
Spørsmål på dette stadiet:
* Hva er den nødvendige ledningsstørrelsen basert på systemets strømkrav?
·* Tåler dielektrikum spenning AC eller DC?
* Hva er den fleksible levetiden til kabelenheten?
·*Hvilket jakkemateriale er best egnet for bruksmiljøkrav?
· Hva er tetningskravene for kabelmontasjer?
·* Hvilke fargede kabler kreves?
* Krever applikasjonen en overstøpt kabelmontering eller en utbrettbar støvel?
·Bør jeg kjøpe forhåndskabelplugger?
De fleste OEM-er henvender seg til spesialiserte kabelmonteringsleverandører eller kontaktprodusenter for å anbefale spesifikke kabler og sammenstillinger for å skape en robust sammenkoblingsløsning. I tillegg kan det økte antallet mikrokontakter noen ganger gjøre montering vanskelig.
For å konkludere
Robuste kontakter er en vesentlig del av dagens utstyr. Innovasjon endrer stadig de tilgjengelige alternativene, så vel som deres evner. Å ha et godt leverandørforhold er avgjørende for å holde seg oppdatert med den nyeste teknologien og sikre at hele konfigurasjonen og kablingen oppfyller applikasjonskravene.
