機械和環境應力要求電氣互連具有苛刻的性能能力。工業界正在轉向在制造MIL-SPEC互連方面經驗豐富的制造商,以獲得堅固可靠的解決方案。MIL-SPEC互連在軍事和商業市場的互操作性很高,可以節省成本,縮短維護周期,并簡化故障排除。
圍繞“日常”商業應用的挑戰
商業和工業應用越來越多地面臨超出傳統規范限制的極端操作環境。這些惡劣環境應用需要連接器和電纜標準,以滿足這些對可靠性和耐用性日益增長的要求。幾十年來,世界各地的軍事組織一直面臨著這些類型的挑戰,并制定了廣泛的連接器和電纜標準,以確保在最苛刻的環境中的可靠性。利用為軍事應用設計和制造的供應商提供的軍用級技術可以使遭受連接器可靠性和維護問題的商業應用和系統集成商受益。
本文討論了商業和工業制造商可以利用為軍事應用開發但適用于商業應用的連接器和電纜技術的優勢。
什么是軍用規格?
軍事規范和標準(MIL-SPEC 和 MIL-STD)源于為跨多個軍事組織的組件、設備和系統的質量、互操作性和可追溯性創建一個通用平臺的需求。憑借嚴格的質量標準、檢查協議/方法以及追蹤故障根本原因的能力,美國軍方已經能夠依賴這項技術,而互操作性規范可以靈活地在各種系統中使用符合規范的組件類型,而無需為每次使用重新設計組件。
互操作性對于軍事和商業市場的價值都非常高,可以節省大量成本,縮短維護周期,快速維修,并簡化故障排除/培訓。由于對電氣互連的要求多種多樣,因此有廣泛的規范和標準來確保組件可互操作、機械堅固、抗環境退化、可以在很寬的溫度范圍內運行并保持質量,從而確保在惡劣的工作條件下滿足性能要求。
連接器的 MIL-SPEC 決定了一切,包括每個設計特征的確切幾何形狀和公差、使用的材料、材料采購、制造方法、檢驗和測試過程、機械和電氣性能以及可追溯性。還有一些其他規范定義了某些互連特性,例如連接器和電纜護套材料和涂層的環境堅固性、氣密密封、插拔力和裝配方面。
軍用規格連接器如何使商業應用受益
使MIL-SPEC互連適應商業和工業功能越來越普遍。航空航天、醫療、儀器儀表、石油和天然氣、井下采礦和商用無人駕駛車輛(空中、陸地和水上)中的應用已經成功使用了基于 MIL-SPEC 的產品數年。將MIL-SPEC互連設計用于非軍事應用對商業公司是有利的,因為它們通常可用,并且不需要新的設計時間或測試來制造,除非需要特定的更改。
電氣互連的軍事認證過程略微增加了產品的成本,但是軍方訂購的產品數量從而降低了設計和制造所需的工具成本,因此,利用具有構建高質量MIL-SPEC互連傳統的制造商的互連解決方案可能比沒有經驗的制造商更具成本效益和可靠性。 標準。
此外,MIL-SPEC互連產品的一些制造工藝和要求可以針對商業和工業應用進行調整或簡化 - 例如,通過利用基本的MIL-SPEC產品設計,但將任何受控或危險材料更換為商業安全的替代品。利用不需要可追溯性的商用高質量材料,或放棄額外的檢查和鑒定階段,以確保產品符合高可靠性和性能標準,可以證明對商業公司有益。工業委員會通常從為軍事應用創建的SAE標準開始,然后對其進行修改和調整以滿足其行業的特定需求,并修改非應用關鍵要求。
基于 MIL-SPEC 的互連解決方案示例
目前,各種 MIL-SPEC 型連接器和電纜組件用于商業、工業和軍事應用。以下部分將討論從軍用標準衍生出來的幾種常用連接器類型,以及它們如何適應商業應用,包括高密度微型連接器、氣密密封連接器、光纖連接器、圓形連接器、雙同軸/三同軸連接器和混合布局。
醫療設備和無人駕駛車輛
MIL-DTL-83513是微型D形連接器的軍用標準,定義了各種性能要求的規范。MIL-DTL-83513部件也被稱為“Micro-Ds”,是D-Subs的半尺寸版本,D-Subs也作為軍用專用產品被商業市場采用。這些類型的連接器通常用于航空航天、火控系統、智能彈藥、嵌入式計算機、SIGNIT(信號情報)傳感器(雷達、聲納、激光雷達)等。它們設計緊湊(0.025“間距)、重量輕,在極端振動和沖擊條件下高度可靠,還提供密封和高溫版本。
此外,MIL-DTL-83513 連接器由于其卓越的可靠性和堅固性,通常用于堅固的工業、航空航天、太空、醫療設備、無人駕駛車輛和機器人應用。這些用途包括GPS和慣性導航 - 用于所有無人駕駛車輛以及雷達和激光雷達傳感器陣列 - 醫療成像設備,井下設備和便攜式機械。此外,這些 Micro-D 連接器的多功能性和緊湊尺寸使其可用于深海勘探、地球物理研究/勘探、直升機和發動機控制系統。
有關MIL-DTL-83513連接器商用的具體示例,我們可以參考石油和天然氣行業使用的井下鉆探設備。用于井下鉆探的設備尖端附近的傳感組件通過MIL-DTL-83513互連電纜組件連接到通信硬件,以便進行隨鉆測量(MWD)。其結果是增強了態勢感知能力,從而提高了鉆井效率并優化了井位。
MIL-DTL-83513連接器解決尖端技術挑戰的另一個商業例子是它們在顯微手術設備中的應用。利用這些連接器的愿望導致了塑料Micro-D連接器外殼的開發,即非磁性,而不是標準金屬,從而降低了30%-40%的成本。由于所有醫療進步都非常注重價格,因此這種定制的商業解決方案能夠在不犧牲可靠性或性能的情況下使用高質量和可靠的連接器技術。
航空航天應用
MIL-DTL-26500 指定了一種微型圓形連接器類型,設計用于航空航天應用特別環保。其堅固性、緊湊的尺寸和輕巧的結構使其成為極端應用的理想選擇,包括航空航天、通用飛機、導彈系統和飛機發動機。由于這種類型的連接器通常用于商用飛機應用,因此一些 MIL-DTL-26500 連接器也符合波音 BACC45 和 BACC63 連接器標準。
這些連接器的主要特點是優異的抗流體進入性、振動/沖擊耐受性、環境密封和電氣屏蔽,因此,這些連接器用于燃油量指示系統 (FQIS) 電纜組件。這些連接器通常采用各種外殼和引腳配置,以適應各種互連應用,一些變體還具有薄型外殼和專門用于柔性電路、焊線和定制板安裝應用的設計。
工業應用
MIL-DTL-83526 標準詳細說明了圓形、雌雄同體、光纖連接器的規格,專為直插式安裝應用而設計。這種類型的光纖連接器使用擴展光束方法來減輕光纖信號對干擾微粒和其他表面沉積物導致性能下降的一般敏感性。擴展光束技術通過將光束表面從數百倍擴大到數千倍的表面積,確保了比傳統光纖連接更高水平的環境堅固性。然而,這種類型的連接器可以制造成使用標準光纖端接工具和設備適應現場可端接和可維修的結構。
擴展光束光纖連接器是室內和室外網絡應用的理想選擇,可以作為單模或多模運行。由于光纖互連比標準基于導體的電氣互連更不容易受到干擾,因此越來越多地使用帶有 MIL-DTL-83526 連接器的光纖布線,不僅在軍事和航空航天領域提供堅固可靠的網絡;但工業應用,可再生能源,廣播和其他商業應用。
MIL-DTL-83526 擴展光束光纖連接器的商業版本用于工業應用,特別是石油和天然氣,用于石油鉆井平臺上的顯示和通信系統,以及采礦作業中的地對地下通信。此外,這些連接器的商業變體還用于體育場和音樂會應用的混音板,以在整個場地運行無干擾的音頻和視頻信號。商用 83256 連接器的微型版本也已作為修補系統的一部分應用于事件的廣播通信中。
軍事應用
MIL-DTL-38999 連接器被指定為微型圓形結構,專為高密度和耐環境而設計。這種連接器類型使用可拆卸的壓接和氣密焊接觸點,并有多種快速耦合方法,如卡口、螺紋和后膛。一些 38999 連接器專為高密度印刷電路板 (PCB) 應用而設計,在這些應用中,由于封裝空間限制,必須使用小巧但堅固耐用的連接器。
這種類型的連接器用于世界各地的各種軍事和工業應用,其中飛機發動機、電氣測試設備、商業公務航空和航空航天運載火箭等應用需要正對準和粘合互連,以消除觸點對準問題。MIL-DTL-38999 連接器變體可用于大風和高濕度環境,以及受益于快速斷開耦合的應用。
重型機械
還有許多其他用于商業應用的軍用連接器的例子 - 例如MIL-DTL-26482指定了耐環境的圓形電連接器。這些類型的連接器通常用于商業應用,例如可再生能源(陸地和海上風電場)、機器人自動化和鐵路。具體而言,這些連接器的商業化版本已用于石油和天然氣行業、工業機器人、自動化、機床應用、運輸設備(包括火車、飛機、公共汽車和卡車),以及作為重型機械應用的電源和信號連接器,如重型建筑設備和鐵路系統。
MIL-DTL-26482 型連接器具有專為極端環境和高壓/真空應用而設計的變體,非常適合用于商業航空航天。商業/工業用途包括用于惡劣環境中以太網數據通信的金屬外殼連接器,該連接器進一步符合IEC 60603-7-7。
26482 連接器的變體已用作重型機械應用的電源和信號連接器,例如重型建筑設備和鐵路系統。26482連接器還有廣泛的石油和天然氣和商業航空航天用途。
商業應用的可靠解決方案
在廣泛的商業和工業應用中,機械和環境應力要求電氣互連具有苛刻的性能。隨著機械執行器和傳感器被電氣系統取代或增強,這種情況越來越多。在通用標準支持的有限情況下,這些行業正在轉向在制造MIL-SPEC互連方面經驗豐富的連接器和電纜制造商,以提供堅固可靠的解決方案。這一趨勢正在上升,并且隨著電氣控制、驅動和傳感的廣泛采用,這一趨勢可能會持續下去。
審核編輯:郭婷
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