抗核電磁脈衝屏蔽插座的製作方法

2023-11-02 04:52:32

專利名稱：抗核電磁脈衝屏蔽插座的製作方法
技術領域：
本發明專利屬於電連接器技術領域，尤其涉及一種抗核電磁脈衝屏蔽插座。
背景技術：
核爆炸產生的電磁脈衝能通過天線、電纜連接處、金屬管道等進入電子設備的內 部，產生感應電流，使電子設備遭到嚴重的破壞，就一個系統而言，電連接器是最易受到攻 擊的環節。核電磁脈衝能量通過輻射性耦合和傳導性耦合來進行傳輸。為使電連接器具有 抗核電磁脈衝的能力，對輻射性耦合則需採用屏蔽技術加以抑制；對傳導性耦合需採用濾 波技術加以抑制，即採用EMP抑制器件進行抑制。 用高導電率和高導磁率的金屬材料把電子設備屏蔽起來，並設有良好的接地線， 同時在所有穿過屏蔽的導線和門窗通氣孔等處施加防護措施。這樣，核電磁脈衝就很難到 達設備內部的敏感元件處。 普通連接器一般只靠外殼屏蔽外界的電磁幹擾，不能承受強電磁脈衝的衝擊，更 不具有抗核電磁脈衝的能力。電磁脈衝傳導抑制技術部分已用於連接器，如防雷電連接 器已成功研製，可以防雷、防電磁脈衝，其耐脈衝衝擊電壓為5KV，通過電流為150A，響應時 間約100ns。而在核電磁脈衝環境裡，核電磁脈衝場強為50000V/m，上升沿2. 5ns，半高寬 23ns，電磁脈衝幹擾電壓為1000V、上升時間10ns，穩定時間為200ns、脈衝電流為5A，所以 防雷電連接不能抑制核電磁脈衝。本發明是針對單獨的插座對空間輻射的電磁幹擾應具有 屏蔽衰減功能和擁有抗核電磁脈衝的能力。

發明內容
本發明的目的在於提供一種抗核電磁脈衝插座，解決電連接器分離後，單獨的插 座如存在外界輻射電磁幹擾，以及外界核電磁脈衝幹擾通過插座進入傳輸線內，影響內外 環境中設備正常工作的問題。使該產品能用於核電磁脈衝環境下的系統之間的電路連接， 具備抗核電磁脈衝的能力。 本發明的抗核電磁脈衝屏蔽插座包括轉接插座和抗核模塊兩部份組成，轉接插座 包括插孔、大壓圈、下絕緣體、屏蔽套、上絕緣體、外殼、鎖緊螺母、絕緣套、鎖緊套、密封圈a、 密封圈b ;抗核模塊部份主要包括插針、上絕緣體、下絕緣體、外殼、印製板、瞬態抑制二極 管、濾波器件、密封圈，簧圈以及在轉接插座部的插孔，在插座殼體的插合端，用金屬屏蔽層 封閉，該金屬屏蔽層上有相應規格和數量的一系列圓孔，形成波導孔陣，對電磁屏蔽起到屏 蔽的作用，外殼採用高導磁率的鋼材料，提高對強電磁幹擾屏蔽的效果。抗核模塊結構中的 瞬態抑制二極體能將上升快速的電壓尖峰脈衝鉗位。當有上升時間快速的尖峰脈衝電壓大 於瞬態抑制二極體的導通電壓時，其內阻急劇減小，可以流過很大的電流，而其兩端的電壓 卻只有少量的上升。從而保護插座接觸件所連接的電路若受核電磁脈衝的衝擊而不損壞。 濾波器件在連接器受到高頻幹擾時可以起到濾波作用，抑制幹擾。通過兩端灌密封膠使瞬 態抑制二極體和濾波器件密封在插座內部，可有效的防止潮氣、有害物質等侵入而使這兩種元器件失效。 採用上述技術方案的有益效果是該抗核電磁脈衝屏蔽插座的電磁屏蔽效果優良， 能承受強電磁脈衝幹擾，性能穩定可靠，性能不隨外界環境尤其是溫度、潮溼因素而改變的 優點，適用於電連接器分離後需要高可靠電磁兼容的應用場合，以滿足新型設備的使用需 求。


圖1為本發明抗核電磁脈衝屏蔽插座整體結構示意圖； 圖中12-轉接插座、13-密封膠a、14-下絕緣體、15-外殼、16-大壓圈、17-橡膠 墊a、 18-接地板、19-彈墊、20-螺釘a、21-蓋板、22_螺釘b、23_墊片a、24_印製板、25-上 絕緣體、26-插針、27-濾波器件、28-橡膠墊b、29-瞬態抑制二極體、30_簧圈、31_墊片b、 32-密封膠b、33-連接螺套； 圖2為本發明抗核電磁脈衝屏蔽插座中抗核模塊的核電磁脈衝傳導抑制組件電 路原理圖； 圖中26-插針、27-濾波器件、29-瞬態抑制二極體、15-外殼。 圖3為本發明抗核電磁脈衝屏蔽插座的轉接插座結構示意圖； 圖中12. 1-插孔、12. 2-大壓圈、12. 3-下絕緣體、12.4-屏蔽套、12. 5-上絕緣體、
12. 6-外殼、12. 7-鎖緊螺母、12. 8-絕緣套、12. 9-鎖緊套、12. 10-密封圈a、 12. 11-密封圈b。
具體實施例方式
以下結合附圖實例對本發明的具有核電磁脈衝防護的插座做進一步的詳細說 明 設計的抗核電磁脈衝脫屏蔽插座如圖1所示，在插座尾部的抗核模塊中的瞬態抑
制二極體29和濾波器件27使插座具有抗核電磁脈衝防護功能。核電磁脈衝防護插座結構
設計為轉接插座和抗核模塊兩個部件的組合，有效地避免整體設計導致插孔難以設計且與
其它零部件裝配的困難。轉接插座與抗核模塊通過連接螺套33實現緊固連接。 如圖3所示，本發明的轉接插座包括插孔12. 1、大壓圈12. 2、下絕緣體12. 3、屏
蔽套12.4、上絕緣體12. 5、外殼12.6、鎖緊螺母12. 7、絕緣套12.8、鎖緊套12.9、密封圈
A12. 10、密封圈B12. 11。 核電磁脈衝的頻率範圍從1Hz到lOOMHz，抗核電磁脈衝屏蔽設計需考慮高導電率 和高導磁率材料，因此選用高導磁材料生產外殼，並鍍覆高導電導率鍍層。外殼12.6選取 導磁率較高，能進行切削加工的45號鋼為外殼基體，用以實現低頻磁場屏蔽。並在外殼表 面鍍覆銅鎳，實現外殼的高導電率。理論計算和實際試驗測量外殼的核電磁脈衝屏蔽效能 都大於70dB。 轉接插座中外殼12. 6前端為全封閉的整體結構，並根據插座中插孔12. 1的規格 和數量，加工了一系列的孔陣，這些孔便形成了波導孔陣，每一個孔就是一個波導孔，對電 磁波起到屏蔽的作用。連接器插合時，插頭接觸件先從波導孔中穿過，然後才與插孔插合連 通，為了防止插針在插合和分離過程中與插座的金屬殼體接觸，形成短路，在波導孔中設計了絕緣套12. 8，使插頭接觸件與金屬殼體隔離絕緣。插孔的固定則由上下絕緣體夾持，並一 起被壓圈固定在金屬殼體中。導電橡膠材料製作的密封圈A、B12. 10、12. 11實現插頭、插座 在插合後的防雨、防塵和安裝面的電磁屏蔽。 核電磁脈衝傳導抑制組件電路原理圖見圖2所示。由於核電磁脈衝的速度為納秒 級，因此必須選擇箝位精確，響應速度快的限幅元器件，採用的瞬態抑制二極體29可將上 升時間快速的電壓尖峰脈衝鉗位。當瞬態抑制二極體29兩端的電壓小於其導通電壓，具有 很大的內阻，漏電流很小。當有上升時間快速的尖峰脈衝電壓大於瞬態抑制二極體29的導 通電壓時，其內阻急劇減小，可以流過很大的電流，而其兩端的電壓卻只有少量的上升。從 而保護插座接觸件26所連接的外部電路不受核電磁脈衝的衝擊而損壞。
在抗核模塊中的瞬態抑制二極體29尾端設有濾波器件27，連接器受到高頻幹擾 時起到濾波作用，抑制幹擾。根據連接器所處的電磁環境進行選擇濾波器件27的電路和相 關參數。 如圖1所示，本發明的抗核電磁脈衝屏蔽插座包括插針26，轉接插座12，密封膠a 13，下絕緣體14，外殼15，大壓圈16，橡膠墊17，接地板18，彈墊19，螺釘a20，蓋板21，螺釘 b22，墊片a23、墊片b31，印製板24，上絕緣體25，濾波器件27，橡膠墊28，瞬態抑制二極體 29，簧圈30，密封膠b32，連接螺套33。去掉轉接插座後的尾端部件為抗核模塊。
抗核模塊的插針26從轉接插座尾端插入插孔12. 1，轉接插座與抗核模塊通過連 接螺套33緊固連接。插座插針26 —端焊接到印製板24焊盤上，通過印製板導線與瞬態抑 制二極體29的一端引腳實現電路的串聯，瞬態抑制二極體29另一端引腳與接地板通過簧 圈30實現彈性接觸，接地板18與外殼15通過螺釘a20緊固連接和電連續性接觸。瞬態抑 制二極體29與印製板24為焊接，焊接前，印製板24通過螺釘固定在接地板18上，避免瞬 態抑制二極體29直接受力。由於接地板18由大塊金屬板構成，採用焊接難以實現，因此瞬 態抑制二極體29同接地板接觸採用簧圈30彈性接觸實現，同時彈性接觸更好的保護瞬態 抑制二極體29，提高產品的抗振動性能。 在抗核模塊中採用的瞬態抑制二極體29，為保證其不受環境應力的影響，採用全 密封結構。在插座下絕緣體14處灌封密封膠al3，避免潮氣通過插針與絕緣體間孔隙侵入 內部腐蝕瞬態抑制二極體29引起失效。在插座上絕緣體25處灌封密封膠b32。保證了瞬 態抑制二極體29完全密封在插座內部。 抗核電磁脈衝屏蔽插座採用C型濾波電路對高頻幹擾進行濾波。C型濾波電路由 濾波器件27構成，插座插針26與濾波器件27內電極焊接在一起，濾波器件27外電極與尾 端外殼15通過接地簧片形成良好接觸。
權利要求
抗核電磁脈衝屏蔽插座，其特徵在於它由轉接插座(12)與抗核模塊兩部份構成，由連接螺套(33)緊固連接；在抗核模塊部份的主要構件包括插針(26)、濾波器件(27)、瞬態抑制二極體(29)、印製板(24)、接地板(18)，還有密封膠a、b(13)、(32)、下絕緣體(14)、大壓圈(16)、橡膠墊(17)、彈墊(19)、螺釘a、b(20)、(22)、墊片a、b(23)、(31)、上絕緣體(25)、簧圈(30)、外殼(15)和蓋板(21)；在轉接插座(12)中包含有插孔(12.1)、大壓圈(12.2)、下絕緣體(12.3)、屏蔽套(12.4)、上絕緣體(12.5)、外殼(12.6)、鎖緊螺母(12.7)、絕緣套(12.8)、鎖緊套(12.9)、密封圈a(12.10)、密封圈b(12.11)。
2. 由權利要求1所述的抗核電磁脈衝屏蔽插座，其特徵在於抗核模塊的插針(26)從 轉接插座(12)尾端插入插孔(12. 1)插入，抗核模塊中的插針(26) —端焊接在印製板(24) 的焊盤上，並通過印製板導線與瞬態抑制二極體(29)的一端引腳實現電路的串聯，瞬態抑 制二極體(29)與印製板(24)為焊接，在焊接時先把印製板(24)通過螺釘固定在接地板 (18)上，避免瞬態抑制二極體(29)直接受力。
3. 由權利要求1所述的抗核電磁脈衝屏蔽插座，其特徵在於轉接插座(12)部份的外 殼(12. 6)採用高導磁鋼材料為基體製成，並鍍覆有高導電率鍍層，外殼(12. 6)前端為全封 閉整體結構；在抗核電磁、電磁脈衝屏蔽插座殼體的插合端有金屬屏蔽層，在該金屬屏蔽層 有相應規格和數量的一系列圓孔，形成的波導孔陣。
全文摘要
抗核電磁脈衝屏蔽插座，由轉接插座與抗核模塊兩部份構成，由連接螺套緊固連接；該抗核電磁脈衝屏蔽插座中主要設有轉接插孔、插針、接地板、濾波器件、瞬態抑制二極體以及密封膠和絕緣體；在殼體的插合端有金屬屏蔽層。該金屬屏蔽層上有一系列圓孔，形成的波導孔陣；外殼採用高導磁率的金屬製成，有效提高其對強電磁的屏蔽效果。設在抗核模塊部份的瞬態抑制二極體，有效保護插座接觸件所連接的電路在受核電磁脈衝衝擊時而不損壞，瞬態抑制二極與濾波器件被密封膠密封在該插座內部，防止有害物質的侵入，從而防止這兩種元器件失效。
文檔編號H01R13/648GK101714731SQ20091010295
公開日2010年5月26日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者田蔚 申請人:貴州航天電器股份有限公司