在許多惡劣環(huán)境中，電子系統(tǒng)的長距離連接可能是困難的。互連組件方案選擇可以延長設(shè)備使用壽命和方便維護。
一些復(fù)雜電子系統(tǒng)和互連設(shè)備應(yīng)用，如太空、山頂天文臺、深海漫游或跨大陸的數(shù)據(jù)鏈接等，都面臨著一個共同挑戰(zhàn)，即惡劣的操作條件使維護、升級或電子設(shè)備維修變得極其困難。
一些應(yīng)用環(huán)境條件對于互連組件提出挑戰(zhàn)，包括互連，維修或更換等。輻射、真空、壓力和極低或高溫可能會妨礙接觸和維護。為惡劣環(huán)境應(yīng)用選擇互連解決方案時，必須考慮操作條件。
核運行條件如何影響互連裝置的設(shè)計
核環(huán)境惡劣操作條件對互連解決方案提出挑戰(zhàn)。輻射、真空環(huán)境和極端溫度的存在挑戰(zhàn)連接器、電纜、傳感器和絕緣材料的壽命和性能。機械強度和電氣性能都會受到這種極端環(huán)境的影響，導(dǎo)致設(shè)備過早老化，最終可能失效。
小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)和其它正在開發(fā)的新反應(yīng)堆有嚴格要求，這使得互連解決方案的設(shè)計更加具挑戰(zhàn)性。此外，高溫和輻射可能使互連組件性能降低。因此，了解每種材料在特定條件下如何老化至關(guān)重要。
惡劣環(huán)境的互連解決方案首先采用專門設(shè)計來抵抗輻射和保證電氣性能的絕緣材料。提供柔韌性互連材料還可以為電纜互連提供額外支持，滿足一些特定要求。
柔韌1 kV Poliax絕緣電纜互連組件
柔韌1 kV Poliax絕緣電纜組件，末端配有Axon電纜圓形連接器。這種電纜互連組件可抵抗6 MGy的輻射，用于阿特拉斯探測器(CERN粒子對撞機)。受限的安裝區(qū)域需要具有緊湊連接器的柔性電纜互連組件。
Axon電纜工程師的現(xiàn)場操作(照片由歐洲核子研究中心提供)
Axon電纜制造的高壓電纜和接頭
由ITER核聚變反應(yīng)堆的Axon電纜制造的高壓電纜和接頭(>50kV)。該互連系統(tǒng)由用Axon特殊材料絕緣的電纜互連組成。這些電纜連接在一個玻璃纖維/樹脂接頭中，可以承受高能輻射和極端溫度的變化(低溫溫度為4 K)。
水下設(shè)備的互連解決方案(注意壓力!)
海底應(yīng)用包括安裝在海底的互連系統(tǒng)，如管道、數(shù)據(jù)電纜、潛艇、漫游車，以及石油鉆井平臺和船舶等地面設(shè)施等。機械應(yīng)力與鹽水會引起腐蝕。在這種情況下，防水對保持電纜或互連周圍電氣絕緣的完整性起著關(guān)鍵作用。在這里，材料選擇確實很重要，但更重要的是每個互連組件的構(gòu)造和接口的設(shè)計。
Axon電纜制造的管道互連電纜
由Axon電纜制造的管道電纜。這種定制設(shè)計的電纜是由一種特殊絕緣材料制成，能夠提供電氣和機械性能之間的最佳互連平衡,定制工藝可提供高抗壓壓力的互連電纜。
在有人駕駛的水下航行器內(nèi)，沒有直接暴露在加壓鹽水中，但即使是對船員輕微安全風(fēng)險也必須考慮。關(guān)鍵問題顯然是避免任何火災(zāi)風(fēng)險，同時節(jié)省空間，促進與小型柔性互連電纜集成。
因此，互連主要目標(biāo)是選擇那些不會突然燃燒，也不會在燃燒時釋放出不透明、有毒或腐蝕性氣體的材料。在這種情況下，最好的選擇是具有阻燃性能的低煙無鹵絕緣材料。
Axon低煙無鹵阻燃復(fù)合互連電纜
盡一切努力保護人員安全，優(yōu)化設(shè)備壽命，這仍然不夠，最后的手段是派遣機器人作為人類手臂的延伸。這些處理或維護電子系統(tǒng)的機器人，也同樣受到惡劣環(huán)境影響。另外的挑戰(zhàn)是需要良好的柔韌性。惡劣環(huán)境中機器人的互連解決方案，包括電纜和電纜互連組件，必須應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)，小型化和減輕重量的特性通常也是優(yōu)先事項。
Axon的電纜互連組件
Axon的電纜互連組件由抗輻射的功率和數(shù)據(jù)的圓形連接器組成。該電纜的高靈活性使救援機器人的手臂等應(yīng)用能夠輕松移動。
在空間限制的區(qū)域，扁平柔性互連電纜(FFC)用于連接設(shè)備或執(zhí)行器,是一個很好的互連組件解決方案。它們通常用聚酯或聚酰亞胺絕緣，獲得更高的耐溫性。對于機器人的重復(fù)運動，可以通過非常厚的導(dǎo)體和非常薄的絕緣材料來實現(xiàn)FFC的高靈活性。
Axon互連電纜設(shè)計的平面柔性互連電纜的柔性壽命試驗
Axon互連電纜設(shè)計采用25µm厚的導(dǎo)線和非常薄的聚酯纖維，可以達到70,000,000次循環(huán)(彎曲壽命)，彎曲半徑為10毫米。這是對包括機器人技術(shù)在內(nèi)的動態(tài)應(yīng)用的理想互連組件解決方案。
互連不僅僅是一個組件的總和
Axon電纜的HermAx密封連接器和饋通密封系統(tǒng)
如果互連設(shè)計不正確，電子系統(tǒng)中設(shè)備之間的接口可能是其弱點。這在嚴酷環(huán)境中更加重要，包括偏遠地區(qū)。例如，密封互連系統(tǒng)可能需要一個密封饋，以及空氣側(cè)和真空側(cè)電纜互連匹配的接口。所有不同互連組件都可以在不同環(huán)境中工作，但它們都提供相同功能。最重要的是，將整個互連解決方案視為一個完全集成的系統(tǒng)，而不是一個互連組件的總和，特別是當(dāng)涉及到延長系統(tǒng)的使用壽命或消除對維護的需要時。 |
