一种简易的耐高温差分式连接器及装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种简易的耐高温差分式连接器及装配方法，属于电气传输技术领域，包括连接外壳、陶瓷基座、陶瓷盖板、插针、护套、尾罩和双芯铠装电缆，其中，护套、尾罩和连接外壳的材质均为Inconel600合金，陶瓷盖板和陶瓷基座的材质均为高纯氧化铝陶瓷。本发明专利技术采用过盈配合的方式来组装插针和绝缘陶瓷，插针的材料为可伐合金，该合金材料在高温下，其热膨胀系数与高纯氧化铝陶瓷的热膨胀系数基本一致，且都为线性，可以确保在高温下连接器的气密性；本发明专利技术采用在高温下阻抗高，膨胀系数为线性的高纯氧化铝陶瓷作为绝缘材料，耐温高达1000℃，并可在高达600℃的极端环境下长时间服役。

【技术实现步骤摘要】
一种简易的耐高温差分式连接器及装配方法
本专利技术涉及一种简易的耐高温差分式连接器及装配方法，可用于高温传感器领域的电气信号传输，可用于航空航天、智能船舶、轨道列车、汽车工业、核电能源等行业，属于电气传输

技术介绍
高温下(＞300℃)，电信号特别是弱电信号传输(例如，监测发动机健康状态的高温振动传感器的压电信号传输)，一直以来都是个技术难点，既要保证信号传输时的低损耗，又要保证连接器的抗电磁干扰能力。这就要求高温连接器在高温下既要保证有很高的阻抗，也要保证连接器的耐高温和抗腐蚀能力。如中国专利文献CN108321643A公开了“一种耐高温辐照的双同轴连接器”，此连接器是同轴连接器，为了提高信号传输的抗干扰能力，使用了双金属外壳屏蔽，这使得整个连接器的结构变得复杂，且在超过300℃的环境中，因为热膨胀系数的不匹配导致各连接器件之间容易产生缝隙，从而造成连接器内导线因为氧化而失效。在提高抗干扰能力的同时需要考虑其耐高温和抗腐蚀能力，目前，国内市场上并没有满足此类条件需求的连接器，为了实现高温连接器国产化的目标，因此，设计专利技术生产一款耐高温、耐腐蚀、抗老化、高阻抗、低传输损耗的连接器就成为了必要需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种简易的耐高温差分式连接器及装配方法，该连接器结构简单、耐高温、抗腐蚀，且该连接器耐温高达1000℃，并可在高达600℃的极端环境下长时间服役。术语解释：1、连接器：是一种具有机械结构的电力传输系统。2、差分式：是相对于同轴连接器而言的，所谓同轴连接器即为屏蔽外壳作为地线，差分式连接器为信号线、地线和屏蔽外壳彼此电气分离，本专利技术中表现为连接器内的两根插针与金属外壳(包括尾罩、护套、连接外壳)绝缘。3、高纯氧化铝陶瓷：是材料成分中Al2O3含量≥99.5％的陶瓷材料。本专利技术采用以下技术方案：一种简易的耐高温差分式连接器，包括连接外壳、陶瓷基座、陶瓷盖板、插针、护套、尾罩和双芯铠装电缆；所述连接外壳为一个两端均开口的筒状金属件，所述陶瓷基座和陶瓷盖板均插入到连接外壳内，陶瓷盖板与陶瓷基座紧密接触无缝隙，所述插针数量为两个，每个插针均包括大径端和小径端，陶瓷基座设置有两个插入孔，两个插针的大径端通过过盈配合的方式分别插入两个插入孔内，所述陶瓷盖板设置有两个通孔，两个插针的小径端以过盈配合的方式穿过两个通孔，小径端与陶瓷基座紧密接触无缝隙；所述陶瓷盖板为筒状结构，一端为大径端一端为小径端，陶瓷盖板的小径端与连接外壳之间有缝隙，所述护套插入该缝隙中，护套与连接外壳之间激光焊接；所述护套与尾罩利用激光焊接到一起，所述尾罩上设置有通孔，双芯铠装电缆穿过该通孔，且双芯铠装电缆的外壳与尾罩的末端通过激光焊接固定到一起；所述插针的小径端设置有插入孔，所述双芯铠装电缆一端的双芯在护套内分别插入两个插针的插入孔内，并采用点焊固定；所述护套、尾罩和连接外壳的材质均为Inconel600合金，陶瓷盖板和陶瓷基座的材质均为高纯氧化铝陶瓷(99.5％)。本专利技术通过结构的紧密配合，使连接器的气密性得到保证，确保连接器内部双芯铠装电缆的双芯不会氧化失效。优选的，所述连接外壳的内外径均呈阶梯状，陶瓷基座的外壁也呈阶梯状，并与连接外壳的阶梯状外径相配合。优选的，所述连接外壳的内壁敞口处设置有一字定位筋，该一字定位筋沿连接外壳的径向分布，且一字定位筋底部优选与连接外壳的端部平齐；所述陶瓷基座的底部沿其直径方向设置有一字型凹槽，该一字型凹槽的深度与一字定位筋的高度相同。一字定位筋与一字型凹槽配合作用，起到定位的作用，一字定位筋尺寸均可调，可按需要设定。优选的，所述护套上还套接有螺套，用于固定连接器与需要连接的电器装置。优选的，所述插针的材质为可伐合金4J33，表面镀有一层铂金薄膜。优选的，所述双芯铠装电缆由内到外依次包括双芯、绝缘材料层和铠装外壳，双芯为镍导线，绝缘材料层材质为高纯氧化镁(99.5％)，铠装外壳材质为Inconel600合金。上述双芯铠装电缆结构为一种优选方式，也可采用其他结构的电缆。本专利技术的连接器的外壳(包括护套、尾罩和连接外壳)均为Inconel600合金，该合金在高温下具有优异的抗腐蚀性能，可以确保连接器的气密性以及在高温下信号传输过程中的抗干扰能力，大大延长连接器的服役寿命。本专利技术为了确保连接器内部的气密性，采用了以下措施：1、插针材质为可伐合金4J33，该合金与高纯氧化铝陶瓷在600℃下的热膨胀系数基本匹配；2、插针与陶瓷基座和陶瓷盖板都为过盈配；3、陶瓷盖板的通孔尺寸小于陶瓷基座的插入孔尺寸，陶瓷基座与陶瓷盖板紧密接触无缝隙；4、护套、陶瓷基座、陶瓷盖板和连接外壳直接形成阶梯式配合结构，可以有效保证器件的气密性。本专利技术结构简单、耐高温、抗腐蚀、抗电磁干扰，且该连接器耐温高达1000℃，并可在高达600℃的极端环境下长时间服役。一种上述的简易的耐高温差分式连接器的装配方法，包括以下步骤：(1)首先在两个插针表面电镀一层铂金薄膜，插针的大径端与陶瓷基座过盈配合到一起，插针小径端与陶瓷盖板过盈配合到一起；(2)将装配好的陶瓷基座、插针和陶瓷盖板套接入连接外壳中，并通过连接外壳的一字定位筋和陶瓷基座的一字型凹槽的配合作用，具体为可将一字定位筋卡入一字型凹槽内，将两者固定，至此前置连接器装配完成；(3)利用剥线钳把双芯铠装电缆的双芯(即信号传输线)剥离出合适的长度(该长度优选与插针的插入孔长度相同)，螺套套接入护套中，尾罩、护套先后套接入双芯铠装电缆上；(4)将前置连接器、套接入尾罩和护套的双芯铠装电缆置入惰性气体气氛箱中，气氛箱中气体压力略大于一个大气压，利用夹具将双芯铠装电缆和前置连接器固定，并处于一个水平高度，将双芯铠装电缆内的双芯分别插入到两个插针的插入孔中，激光点焊固定；(5)将护套通过结构配合的方式插入到陶瓷盖板和连接外壳的缝隙中，通过激光焊接机将紧密接触无缝隙的护套和连接外壳焊接到一起，最后将紧密接触的尾罩和护套、尾罩和双芯铠装电缆焊接到一起；(6)将焊接好的连接器置入到高温箱中进行退火处理，消除器件之间的应力残留。优选的，步骤(1)中，插针电镀的铂金薄膜厚度为100nm。优选的，步骤(6)中，退火处理的温度为550～600℃。本专利技术中，未详尽之处，均可采用现有技术进行。本专利技术的有益效果为：1)针对连接器在高温(＞300℃)下稳定服役的需求，本专利技术的采用在高温下阻抗高，膨胀系数为线性的高纯氧化铝陶瓷(99.5％)作为绝缘材料(陶瓷盖板、陶瓷基座)，使得高温连接器的阻抗在600℃时仍有很高的阻抗(100MΩ)，1000℃时较高的阻抗(50KΩ)，耐温高达1000℃，并可在高达600℃的极端环境下长时间服役；2)本专利技术的连接器主要用于高温下的复杂电磁环境中，因此为保证信号传输的抗干扰能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简易的耐高温差分式连接器，其特征在于，包括连接外壳、陶瓷基座、陶瓷盖板、插针、护套、尾罩和双芯铠装电缆；/n所述连接外壳为一个两端均开口的筒状金属件，所述陶瓷基座和陶瓷盖板均插入到连接外壳内，陶瓷盖板与陶瓷基座紧密接触无缝隙，所述插针数量为两个，每个插针均包括大径端和小径端，陶瓷基座设置有两个插入孔，两个插针的大径端通过过盈配合的方式分别插入两个插入孔内，所述陶瓷盖板设置有两个通孔，两个插针的小径端以过盈配合的方式穿过两个通孔；/n所述陶瓷盖板为筒状结构，一端为大径端一端为小径端，陶瓷盖板的小径端与连接外壳之间有缝隙，所述护套插入该缝隙中，护套与连接外壳之间激光焊接；/n所述护套与尾罩利用激光焊接到一起，所述尾罩上设置有通孔，双芯铠装电缆穿过该通孔，且双芯铠装电缆的外壳与尾罩的末端通过激光焊接固定到一起；/n所述插针的小径端设置有插入孔，所述双芯铠装电缆一端的双芯在护套内分别插入两个插针的插入孔内，并采用点焊固定；/n所述护套、尾罩和连接外壳的材质均为Inconel600合金，陶瓷盖板和陶瓷基座的材质均为高纯氧化铝陶瓷。/n

【技术特征摘要】
1.一种简易的耐高温差分式连接器，其特征在于，包括连接外壳、陶瓷基座、陶瓷盖板、插针、护套、尾罩和双芯铠装电缆；
所述连接外壳为一个两端均开口的筒状金属件，所述陶瓷基座和陶瓷盖板均插入到连接外壳内，陶瓷盖板与陶瓷基座紧密接触无缝隙，所述插针数量为两个，每个插针均包括大径端和小径端，陶瓷基座设置有两个插入孔，两个插针的大径端通过过盈配合的方式分别插入两个插入孔内，所述陶瓷盖板设置有两个通孔，两个插针的小径端以过盈配合的方式穿过两个通孔；
所述陶瓷盖板为筒状结构，一端为大径端一端为小径端，陶瓷盖板的小径端与连接外壳之间有缝隙，所述护套插入该缝隙中，护套与连接外壳之间激光焊接；
所述护套与尾罩利用激光焊接到一起，所述尾罩上设置有通孔，双芯铠装电缆穿过该通孔，且双芯铠装电缆的外壳与尾罩的末端通过激光焊接固定到一起；
所述插针的小径端设置有插入孔，所述双芯铠装电缆一端的双芯在护套内分别插入两个插针的插入孔内，并采用点焊固定；
所述护套、尾罩和连接外壳的材质均为Inconel600合金，陶瓷盖板和陶瓷基座的材质均为高纯氧化铝陶瓷。


2.根据权利要求1所述的简易的耐高温差分式连接器，其特征在于，所述连接外壳的内外径均呈阶梯状，陶瓷基座的外壁也呈阶梯状，并与连接外壳的阶梯状外径相配合。


3.根据权利要求2所述的简易的耐高温差分式连接器，其特征在于，所述连接外壳的内壁敞口处设置有一字定位筋，该一字定位筋沿连接外壳的径向分布，且一字定位筋底部优选与连接外壳的端部平齐；
所述陶瓷基座的底部沿其直径方向设置有一字型凹槽，该一字型凹槽的深度与一字定位筋的高度相同。


4.根据权利要求1所述的简易的耐高温差分式连接器，其特征在于，所述护套上还套接有螺套，用于固定连接器与需要连接的电器装置。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：于法鹏，刘学良，房浩然，杨勇，赵显，
申请(专利权)人：山东本源晶体科技有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37