如何選擇適于嚴苛環境應用的連接器

Cliff Ortmeyer（Farnell及e絡盟 全球解決方案開發總監）

摘要：連接設備大多設在戶外，且選件數量龐大。只有充分了解相關應用需求和產品功能并審慎選擇，才能選定最適用的連接器來打造出卓越的系統。

關鍵詞：連接器；選擇；惡劣；極端

　　連通性是當今這個技術驅動世界的發展命脈。該術語涉及多個維度，覆蓋互聯網、數據網絡、各類家電和設備、汽車部件、重型機械、軍事設施、工業設備等。無論這些多樣化系統應用于何種場景，都是連 接器讓它們得以保持運行和連接。實際上，目前采用了電路系統或電路板的每一件設備，都需要使用連接 器將各組件連接在一起。因此，連接器在實現系統的可靠性和堅固性方面發揮著至關重要的作用。

　　許多人都是在溫和、受控的室內環境下工作的，也因此，周圍的設備和家電同樣處于舒適環境。然而，為維持這種平穩舒適生活的多數電力和電子系統以及機械設備本身卻是在惡劣條件下運行的，時刻承受著自然環境的各種考驗。這些系統需要在極端溫度，天氣、灰塵、水及壓力不斷變化的各種環境中不 間斷運行。

　　連接器為接入這些系統的電纜提供了接入點，而接入點往往極易出現磨損和故障。因此，必須保證連 接器形成一個安全屏障，以便在各種突發及棘手的情況下也能保護系統。選擇能夠耐嚴重污垢、抗振動、 耐極端溫度、抵御潛在爆炸性環境的連接器，可讓系統在長時間內保持良好狀態。

　　連接器有各種選型，可滿足各種不同需求。對于惡劣環境和極端條件下使用的系統，設計人員和制造 商應按照多種不同標準及要求來選擇最適用的理想連接器。首先就是連接器的 IP（入侵防護）等級，它表 示該連接器對灰塵和水等惡劣元素入侵的防護程度。由于連接器本質上是進入系統的基本通道，因此必須 高度堅固。以 IP66 等級的連接器為例，IP 等級的首 位數字從 0 到 6，表示防止固體和灰塵等移動物體侵 入的等級。第二個數字從0到8，表示防液體、防濕氣的密閉程度。

　　連接器使用的鎖定耦合裝置是另一個需要考慮的重要因素，包括推挽、速卸、扭鎖、卡銷等多種不同類型。對惡劣環境應用來說，抗運動和耐振動的設計比易用型設計更為可靠。最后，必須核驗連接器的罩殼和絕緣材料，以確保其不受溫度波動影響，且抗塵、耐潮。

　　工業、基礎設施、建筑、鉆探及海上環境下使用的系統更為龐雜，且集合了機械系統與可實現自動化和微調控制的尖端電子組件。這些系統制造和購買均價格不菲，往往需要高技能工作人員進行操作和維護。為了滿足這些極端環境下的高負荷應用需求，這些系統必須足夠堅固、安全。因此，系統中使用的連接器應審慎選擇，以匹配具體要求。應該選擇等級與規格和條件相符的堅固、密封式塑料或金屬連接器。例如Bulgin 4000系列（如圖1）可提供符合 IP66、 IP68 和 IP69K 標準的出色密封特性，能夠確保在嚴苛環境中提供有效的防護能力，且對振動、沖擊和腐蝕的耐受能力達到了EN/IEC 60068標準要求。這一系列連接器最適合海上、工業、運輸和基礎設施等廣泛應用，特別是空間狹小的領域。

　　制造業越來越高效，同時自動化不斷推動“全自動化生產”模式的實現，以最大限度減少停機時間和人工干預，這樣的發展趨勢對系統組件尤其是連接器的需求日益加強。自動化嚴重依賴于傳感器及其生成的信號和數據，這將給所在環境帶來噪音及強電磁干擾，從而對關鍵的高速數據連接性能造成負面影響。因此，必須謹慎為這類系統選擇電屏蔽連接器，其中 一個理想選擇就是IP 65 / 67連接器。同時更加重要的是，這些連接器還應具備 360°全方位電磁干擾屏蔽功能，以確保連接器提供等同于電纜的有效屏蔽，例 如Phoenix Contact采用直插式連接技術的新型 M12 連接器系列（如圖2）。

　　海上應用需要的則是浸入海水時仍能保持良好狀態的連接器。濕氣和鹽具有高腐蝕性，因此，此類環境 下的連接器必須高度密封及防水，應至少達到 IP 68 等級，且具有較高的耐鹽霧腐蝕性，最好超過500 h。

　　對于大量使用機械設備的油氣行業，其設備必須同時禁得住工業和海上環境下的各種惡劣條件。

　　此外，這些設備還暴露在可揮發性氣體和液體相混合的易爆環境下。油氣行業還廣泛使用遙控潛水器（ROV）（如圖3），該設備包含高度精密且靈敏的電子元件，且其數據線的連通性必須高度可靠。因此，油氣行業所選用的連接器也需具備相適的堅固性；同時，與海上應用一樣，油氣行業的連接器也應至少達到 IP 68 等級，且最好具有超過500 小時的高耐鹽霧腐蝕性，評級應達到 EX Zone 1 和 2。

　　這些只是嚴酷條件下運行的部分范例。隨著物聯網（IoT）逐漸滲入各個行業，幾乎所有事物都將實現互連互通。這些連接設備和傳感器大多設在戶外，比如農業、天氣、能源監控器和傳感器、車用連接器、監控攝像機、交通監控器等等。連接器可謂是這些海量連接設備的基礎構建模塊，為實現設備的可靠、安全運行發揮了至關重要的作用。為了支持互聯世界，各類連接器性能不斷提升且選件數量日益龐大。只有充分了解相關應用需求和產品功能并審慎選擇，才能選定最適用的連接器來打造出卓越的系統。

　　作為全球電子元器件與開發服務分銷商，e絡盟積累了深厚的專業知識，能夠為客戶從初始概念設計直至大規模量產各階段提供支持；同時，e絡盟還發布了連接器電子指南，讓工程師通過簡單觀察或零件編號便可從e絡盟廣泛的連接器品類中輕松瀏覽并選定最適用的互連產品。

公司簡介：

　　e絡盟隸屬于Premier Farnell集團。Premier Farnell隸屬于安富利集團。Premier Farnell是全球電子元器件與開發服務分銷商，是3 500多家知名品牌授權分銷商，已逾80年歷史。Premier Farnell在歐洲經營Farnell 品牌，北美經營Newark品牌，在亞太地區經營 e 絡盟品牌。

（注：本文來源于科技期刊《電子產品世界》2019年第8期第28頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。）