ویژگی های کانکتور در شرایط سخت
در حالی که بیشتر ما در محیط‌های داخلی نسبتاً محافظت شده و ایمن زندگی و کار می‌کنیم، بسیاری از حیاتی‌ترین سیستم‌ها و تجهیزات الکترونیکی جهان در شرایط سختی قرار دارند. رطوبت بالا، گرد و غبار، آب و هوای شدید، اتمسفر انفجاری یا فشار بالا و… همگی جزو شرایط سخت برای تجهیزات الکتریکی محسوب می‌شوند.
طیف وسیعی از محیط‌های خشن می‌توانند شرایط چالش برانگیزی را برای این سیستم‌ها و کانکتورهای آنها ایجاد کنند. امروز می‌خواهیم به ویژگی های کانکتور در شرایط سخت بپردازیم و ببینیم دقیقا در این محیط‌ها باید از چه نوع کانکتورهایی استفاده کنیم.
ویژگی های کانکتور در شرایط سخت
یکی از رایج‌ترین نقاط آسیب در هر سیستم الکتریکی، جایی است که کابل‌ها به برق متصل می‌شوند. در سیستم‌های مخابرات نوری نیز همین مورد صدق می‌کند، برای مثال؛ کانکتورهای فیبرنوری در محل اتصال سیستم و کابل قرار دارند و نیاز به انعطاف پذیری برای جفت شدن و جدا شدن آسان و در عین حال ایمن دارند، در حالی که عناصر را بیرون نگه می‌دارند. همانطور که محافظان ورودی به سیستم و کابل کشی اشاره می‌کنند، یکپارچگی آنها در محیط‌های سخت بسیار مهم است.
از آنجایی که کانکتورها در نقطه ورود به سیستم هستند، با خطرات مشابهی مانند هر سیستم الکترونیکی روبرو هستند. از جمله آب، گرد و غبار/کثیفی، دمای شدید، محیط‌های بالقوه انفجاری “ATEX”، فشار/وزن و … . در اینصورت است که شما نیازمند کسب اطلاعات کامل پیرامون ویژگی های کانکتور در شرایط سخت هستید تا در این موارد بدانید دقیقا باید از چه چیزهایی استفاده کنید.
محیط های سخت و خشن چه محیط هایی هستند؟
محیط‌های مرطوب یا آلوده شده با آب، رطوبت/بخار آب بالا، گرد و غبار یا خاک می‌توانند تجهیزات الکتریکی را خراب کرده و باعث اتصال کوتاه یا خرابی تجهیزات شوند. شوری آب نیز عامل دیگری است که در محیط‌های ساحلی با آن مواجه می‌شویم. همچنین خوردگی نیز می‌تواند یک مسئله جدی باشد.
سیستم های الکتریکی نیز اغلب به دمای افراطی حساس هستند که می‌تواند باعث خرابی یا عملکرد نادرست قطعات شود. برای اتصالات داده، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) می‌تواند یک مشکل جدی باشد زیرا ارتباط سیمی را مختل کند.
نیروی فیزیکی خطر دیگری است که می‌تواند به صورت شوک مکانیکی و لرزش یا فشار ایجاد شود. برای مقاومت در برابر ضربه و لرزش، باید یک روش جفت گیری قوی وجود داشته باشد.
کانکتورها در زیر دریا، هوافضا یا محیط‌های تحت فشار نیز نیاز به استحکام بیشتری دارند.
برای کانکتورهایی که در محیط‌های انفجاری استفاده می‌شوند، نیاز اضافی این است که هیچ راهی برای ایجاد جرقه، چه به صورت مکانیکی و چه الکتریکی، و ایجاد انفجار خطرناک نداشته باشند. تا اینجای کار با برخی ویژگی های کانکتور در شرایط سخت آشنا شدیم.
برنامه های کاربردی مقاوم
دامنه کاربردهای ناهموار بسیار متنوع است و از بسیاری از خطوط صنعتی عبور می‌کند. سیستم‌ها و کانکتورهای مقاوم در صنعت‌های مختلف، صنایع دریایی، نفت و گاز، حمل و نقل و زیرساخت، مخابرات و غیره استفاده می‌شود.
استفاده صنعتی
در محیط‌های صنعتی، اتوماسیون، ماشین‌آلات و اندازه‌گیری با هم ترکیب می‌شوند تا سیستم‌های تولید بسیار کارآمد امروزی را ایجاد کنند. محیط‌های صنعتی اغلب در معرض انواع عناصر خشن از جمله آب، ارتعاش، مواد شیمیایی و دمای شدید قرار دارند. حرکت به سمت اتوماسیون بیشتر و تولید “چراغ خاموش” به این معنی است که چالش‌های زیست محیطی تنها افزایش می‌یابد زیرا تجهیزات اکنون به طور فزاینده‌ای آزادی عمل در شرایط نامناسب را دارند.
تجهیزات صنعتی مانند برش مواد غذایی، اره، سندبلستر، غذاساز، ماشین‌های پوشش‌دهی می‌توانند شوک و لرزش قابل توجهی ایجاد کنند و همچنین گرد و غبار یا آلاینده‌های موجود در هوا را ایجاد کنند. کانکتورهای محفظه فلزی یا پلاستیکی مهر و موم شده با درجه بندی IP66، IP67، IP68 و IP69K می‌توانند در این شرایط سخت مقاومت کرده و اتصالات برق، سیگنال و داده را ایمن نگه دارند.
به دلیل شرایط EMI پر سر و صدا در محیط‌های صنعتی و وابستگی به حسگرها و ارتباطات، EMI برای اتصالات داده نیز نگرانی دارد. در این موارد کانکتورهای محافظ ایده آل هستند. تا اینجای کار ویژگی های کانکتور در شرایط سخت در محیط صنعتی مشاهده کرده و با آن کاملا آشنا شده‌اید.
استفاده دریایی
کاربردهای دریایی شامل محیط‌های سطحی و زیر دریا هستند. کاربردهای دریایی سطحی مانند تجهیزات قایق‌رانی، سیستم‌های عرشه کشتی یا تأسیسات اسکله‌ای با خطر خوردگی به دلیل شوری آب بالا و همچنین ورود آب و ضروری ساختن اجزای محکم و مهر و موم شده مواجه هستند.
اجزای دارای رتبه IP باید بسته به سطح حفاظت از آب و گرد و غبار مورد نیاز انتخاب شوند، IP66 و IP67 برای بسیاری از کاربردهای سطحی کافی است در حالی که IP68 یا IP69K زمانی که ممکن است کانکتورها در زیر آب قرار گیرند، ضروری است. برای کاربردهای زیر دریا مانند لوازم الکترونیکی غواصی، ثبت عمق یا وسایل نقلیه زیردریایی از راه دور، IP69K یا سایر طرح‌های مقاوم در برابر فشار مهم هستند.
استفاده در صنعت نفت و گاز
صنعت نفت و گاز با بسیاری از خطرات زیست محیطی مشابه محیط‌های صنعتی و دریایی مواجه است، اما همچنین باید با اتمسفرهای انفجاری که نیاز به استفاده از تجهیزات دارای رتبه ATEX / IEC Ex دارند، مقابله کند. برای سکوهای دریایی، هم خطرات دریایی و هم جو انفجاری وجود دارد. علاوه بر این، صنعت نفت و گاز به طور گسترده از ROVهای زیر آب برای حفاری و پشتیبانی ساخت و ساز و همچنین اکتشاف استفاده می‌کند.
این وسایل تجهیزاتی زیر آب که از راه دور کار می‌کنند اساسا ربات‌های کنترل از راه دور هستند. آنها به برق، داده و اغلب خطوط فیبر نوری نیاز دارند، باید در شرایط سخت زیر دریا کار کنند و اغلب از آنها خواسته می‌شود تا به اعماق فراتر از آنچه توسط یک غواص انسانی ممکن است بروند. کانکتور تتر ROV Bulgin به گونه‌ای طراحی شده که این کمک‌های رباتیک را به طور قابل اعتماد در آب‌های نامشخص به کار گیرد. این کانکتور از فولاد ضد زنگ درجه ۳۱۶ دریایی ساخته شده است، که از روغن به عنوان مایع جبران کننده فشار آب استفاده می‌کند و به ROV ها اجازه می‌دهد تا عمق 7000 متری بروند. همانطور که مشاهده کردید این مورد از ویژگی های کانکتور در شرایط سخت بوده که بسیار تحسین برانگیز است.
سایر کاربردهای کانکتور
از حمل‌ونقل و زیرساخت‌ها گرفته تا خودروسازی و کشاورزی، طیف گسترده‌ای از کاربردها در فضای باز فعالیت می‌کنند. این موارد استفاده به اتصالاتی نیاز دارند که می‌توانند تغییرات شدید دما، ورود آب و گرد و غبار، فشار فیزیکی و موارد دیگر را تحمل کنند.
ویژگی های کلیدی
رتبه بندی IP – رتبه بندی IP سطح حفاظت از ورود گرد و غبار و آب قطعه را مشخص می‌کند و انواع مختلفی دارد که با پسوند اعداد دورقمی در انتهای رتبه مشخص می‌شوند. رقم اول سطح محافظت در برابر گرد و غبار را نشان می‌دهد و از 0 تا 6 می‌رود در حالی که رقم دوم نشان دهنده حفاظت از نفوذ مایعات است. برای محیط‌های خشن، کانکتورهای مهر و موم شده باید همیشه در برابر گرد و غبار مقاوم باشند و بسته به کاربرد، محافظت از نفوذ آب داشته باشند.
IP66 – حفاظت در برابر جت‌های آب قدرتمند، و IP67 – غوطه‌وری تا عمق 1 متر، برای بسیاری از کاربردهای زیر آب که ممکن است باران ببارند یا به طور مکرر در معرض آب قرار بگیرند، مناسب است. کانکتورهایی که ممکن است به طور مداوم در آب غوطه ور شوند باید حداقل IP68 (غوطه ور شدن تا 1 متر یا بیشتر) یا بیشتر داشته باشند، و برای کاربردهای زیر دریا، IP69K (فشار بالا در برد نزدیک و پایین آمدن اسپری در دمای بالا) حتی تحت فشار نیز محافظت می‌کند.
علاوه بر کاربردهای زیردریایی و غوطه‌وری، IP68 و IP69K دارای موارد استفاده پزشکی و فرآوری مواد غذایی نیز هستند، زیرا این رتبه‌بندی‌ها به تجهیزات اجازه می‌دهد بدون آسیب به اجزای الکتریکی به‌طور منظم شسته و ضدعفونی شوند.
مکانیسم های قفل / کوپلینگ
با توجه به اینکه بسیاری از کانکتورها در معرض محیط‌هایی با شوک و لرزش قرار می‌گیرند، مکانیزم اتصال قوی و داشتن ویژگی های کانکتور در شرایط سخت، ضروری است. انواع مختلفی از کوپلینگ‌های اتصال وجود دارد، از جمله کوپلینگ‌های حلقه‌ای، قفلی پیچشی، رزوه‌ای، سرنیزه‌ای، فشاری و قطع سریع، همه با ویژگی‌های مختلف برای انواع مختلف برنامه‌ها. برخی، مانند کانکتور سرنیزه، امنیت بهتری در برابر ضربه و لرزش ایجاد می‌کنند، در حالی که برخی دیگر مانند کشش فشاری و قطع سریع، سهولت بیشتری را برای استفاده در زمانی که کانکتورها نیاز به جدا کردن مکرر دارند، فراهم می‌کنند.
عایق خانه ها
ماده‌ای که کانکتور از آن ساخته شده، کمک می‌کند تا در برابر چالش‌های محیط مقاومت کند. برای کاربردهایی با درجه حرارت زیاد و همچنین رطوبت و گرد و غبار فراوان، یک محفظه فلزی مقاوم در برابر خوردگی ممکن است مناسب باشد. اگر سبک وزن و انعطاف پذیر باشد، کامپوزیت‌های پلاستیکی مقاوم در برابر دما جذاب‌تر خواهند بود.
طراحی کانکتورها
طراحی کانکتور، مکانیسم جفت شدن و موقعیت پین نیز در استحکام آن نقش دارد. کانکتورهای دایره‌ای دارای مزیت درگیر کردن/جدا کردن آسان و همچنین ظرفیت مناسب برای قرار دادن طیف گسترده‌ای از کانتکت‌ها هستند. اتصالات دایره‌ای نیز به راحتی آب بندی می‌شوند و احتمال فرسودگی کمتری دارند. برای جلوگیری از آسیب پین هنگام تلاش برای جفت کردن کانکتور، می‌توان از طراحی هوشمند “ضد اسکوپ” استفاده کرد.
ایجاد ارتباطات مناسب
جهان ما به طور فزاینده‌ای به هم متصل می‌شود. از ایستگاه‌های پایه سلولی در فضای باز گرفته تا کارخانه‌های متصل، تا حسگرهای اینترنت اشیا روی پلتفرم‌های نفت و گاز، وسایل الکترونیکی در هر محیطی که قابل تصور است قرار می‌گیرند. سیستم‌های الکترونیکی باید در برابر تمام نیروهای طبیعی محافظت شوند.
به عنوان نقطه ورود به سیستم، کانکتورها باید به گونه‌ای قوی طراحی شوند که در برابر تمام چالش‌های محیطی موجود – از شوک و لرزش گرفته تا گرد و غبار و آب، یا EMI محافظت کنند از همین رو امروز به ویژگی های کانکتور در شرایط سخت پرداختیم. خوشبختانه کانکتورهای امروزی از شرکت‌هایی مانند Bulgin استحکام قوی را برای تقریباً هر برنامه کاربردی موجود در بازار ارائه می‌دهند. از طریق انتخاب رتبه IP مناسب، مکانیسم قفل، مواد محفظه و طراحی کانکتور، تقریباً هر مورد استفاده ناهموار امروزی می‌تواند به طور قابل اعتماد با کانکتور مناسب کار کند.
منبع: community.element14
