在所有的電子系統中，最薄弱的環(huán)節是什么？如果您正在為惡劣環(huán)境進(jìn)行產(chǎn)品設計，那么很最薄弱的環(huán)節可能是看似簡(jiǎn)單的連接器。它適用于任何需要堅固組件的應用，無(wú)論是工業(yè)、采礦、運輸還是其他任何行業(yè)。在安全性很關(guān)鍵的系統中，任何故障都可能是嚴重的——并且可能是致命的。

連接器是任何設計的重要組成部分，無(wú)論是處理模擬信號、數字數據還是電源。在許多系統中，它必須連接多個(gè)傳感器和執行器，以及多個(gè)子系統。

在本文中，我們將介紹可能導致連接器故障的環(huán)境因素，在惡劣條件下生存的不同類(lèi)型連接器（包括相關(guān)的 IP 等級），以及如何為您的應用選擇合適的連接器——而不會(huì )過(guò)度浪費指定的空間和成本。

防塵防潮

連接器故障的最大可能原因之一是水分或污染物的進(jìn)入，例如灰塵或污垢。水可隨從空氣，或者通過(guò)軟管或其他流動(dòng)水源進(jìn)行清潔時(shí)進(jìn)入連接器。清潔還可能導入化學(xué)物質(zhì)或表面活性劑，這些化學(xué)物質(zhì)或表面活性劑會(huì )腐蝕電導體，因此至少會(huì )降低它們攜帶電流的能力，并可能導致故障。

潮濕環(huán)境中的冷凝也會(huì )帶來(lái)水分，特別是當設備從寒冷的環(huán)境移動(dòng)到溫暖的環(huán)境時(shí)。不可避免地，水和電不能很好地結合在一起，這會(huì )導致出現破壞性的短路問(wèn)題。進(jìn)入連接器的污垢或灰塵會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而形成絕緣層，這意味著(zhù)連接器的連接質(zhì)量很差。而且灰塵或污垢也會(huì )導致過(guò)熱。入侵保護或IP是由IEC的IP標準IEC 605029 進(jìn)行規定，該標準已被廣泛使用。該標準使用兩位數字來(lái)表示設備對固體物體（第一位數字）和液體（第二位數字）的保護，如表1所示。

表 1. IEC IP 等級。

例如，IP67 意味著(zhù)設備完全防塵并且防止暫時(shí)浸入水中。這種保護是通過(guò)重型密封件和墊圈（通常由硅樹(shù)脂制成）實(shí)現的。多個(gè)密封可以提供余量，因此即使一個(gè)密封失效也能保持進(jìn)入保護。

除了IEC IP等級外，另一種常用的入口保護系統是美國國家電氣制造商協(xié)會(huì )（NEMA）等級。連接器和機箱的產(chǎn)品數據通常會(huì )提供IP和NEMA等級。

其他環(huán)境危害

除了灰塵和濕氣之外，極端溫度可能會(huì )損害連接器。例如許多工業(yè)工藝中遇到的高溫，或者采礦中，地下高環(huán)境溫度會(huì )導致連接器出現極端情況。頻繁地將溫度從低到高進(jìn)行循環(huán)（這可能在許多應用中發(fā)生）也會(huì )引發(fā)問(wèn)題。

圖 1. VOOHU的RJ45-22系列連接器。

在零度以下的溫度中，還需要處理冰的問(wèn)題。當水凍結時(shí)，它會(huì )膨脹，這會(huì )產(chǎn)生很大的力，從而可能會(huì )損壞連接器和電纜。冰的額外重量也會(huì )對連接器造成壓力。指定連接器時(shí)，請查找其可擴展的溫度范圍。例如，對于光纖電纜，Molex 的 LC2 金屬光學(xué)連接器（圖 1）使用的金屬機身可以承受高達 150°C 的高溫。

連接器也可能受到物理?yè)p壞，無(wú)論是來(lái)自沖擊還是來(lái)自振動(dòng)的影響，這可能導致機械故障或電氣連接損壞。全金屬機身可以提供承受沖擊的強度，而熱塑性外殼可以抵抗腐蝕，同時(shí)具有阻燃和耐化學(xué)腐蝕性。

金屬結構還可以確保連接器提供足夠的保護以防止靜電放電（ESD）和電磁干擾（EMI）。應變消除是要考慮的另一個(gè)機械設計難題，這可確保施加到電纜或連接器外部的任何力都不能傳遞到電氣連接 ——許多連接器將應變消除作為標準。

圖 2. VOOHU的螺紋RJ連接器。

合適的堅固連接器將提供應對振動(dòng)的能力，而振動(dòng)由諸如 MIL-STD-202 的標準進(jìn)行規定。例如，TE Connectivity 的 CeeLok FAS-T 千兆以太網(wǎng)連接器（圖 2）可應對高度振動(dòng)，以及提供 IP67 等級，工作溫度范圍為-65°C 至+ 175°C。

選擇正確的連接器

不言而喻，在選擇連接器時(shí)，第一步是了解目標應用和可能的環(huán)境條件。由于要為最壞的情況進(jìn)行規劃，因此您要知道您的連接器可以承受任何被“砸中”的東西。

一旦您知道了您的目標，就應該在連接器的數據表上檢查任何必要的認證，例如 IP67，這也將說(shuō)明工作溫度范圍。還要考慮所需的任何其他標準，例如在南非，南非標準局（SABS）已制定了多個(gè)與連接器相關(guān)的標準。尋找具有可以承受振動(dòng)的安全鎖定機構的連接器，并確保其接合，具有可聽(tīng)見(jiàn)的噪音或觸覺(jué)響應。有許多類(lèi)型的鎖定方法，因此請確保選擇一個(gè)適當的鎖定方法——包括規劃在其生命周期中斷開(kāi)和連接的頻率。而輔助鎖（通常稱(chēng)為楔形鎖）將確保觸點(diǎn)牢固地保持在一起。

采用符合相關(guān)標準（如 MIL-STD-202）測試的組件非常重要，以確保它們在整個(gè)生命周期內提供所需的穩健性。標準測試使用了諸如“高加速壽命測試”（HALT）等技術(shù)來(lái)精確模擬真實(shí)世界的條件，從而確保產(chǎn)品的可靠性。

另一方面，還要確保不要走偏。有可能出現過(guò)度指定連接器的情況，但這可能意味著(zhù)龐大的部件浪費了不必要的成本和空間。當額定值較低且價(jià)格較低時(shí)，您可能會(huì )受到具有最高 IP等級的連接器的誘惑。類(lèi)似地，塑料連接器可能優(yōu)于更昂貴的金屬連接器。

結論

雖然連接器有時(shí)在系統設計中的功能和特性變化不大，但它們是必不可少的組件，您需要正確選擇它們。當考慮所有可能的排列時(shí)，有很多選擇，您最好的選擇可能是與可以提供專(zhuān)家技術(shù)建議的經(jīng)銷(xiāo)商交談。

沃虎VOOHU推出的RJ防水連接器是一種具備防水功能的連接器。該連接器內置了標準的8針RJ45接口，符合IEC、UL等標準，可以與8P8C標準水晶頭互配使用。連接器的插座和適配插頭采用螺紋連接方式，使得操作方便、連接可靠，并且具備抗震動(dòng)和耐沖擊的特性。

此外，RJ防水連接器適用于溫度范圍為-40℃至+80℃的環(huán)境，并且能夠承受最大85%的相對濕度。這意味著(zhù)它在較低溫度或高濕度的環(huán)境下依然能夠穩定工作，不易受到環(huán)境條件的影響。

總體而言，沃虎VOOHU的RJ防水連接器具備多種優(yōu)點(diǎn)，如符合標準接口、螺紋連接方式、防震動(dòng)和防沖擊性能以及適用于苛刻的溫濕度環(huán)境等。這使得該連接器成為一個(gè)可靠實(shí)用的選擇，能夠在需要防水功能的場(chǎng)合提供穩定可靠的連接。