专利名称：抗核电磁脉冲屏蔽插座的制作方法
技术领域：
本发明专利属于电连接器技术领域，尤其涉及一种抗核电磁脉冲屏蔽插座。
背景技术：
核爆炸产生的电磁脉冲能通过天线、电缆连接处、金属管道等进入电子设备的内 部，产生感应电流，使电子设备遭到严重的破坏，就一个系统而言，电连接器是最易受到攻 击的环节。核电磁脉冲能量通过辐射性耦合和传导性耦合来进行传输。为使电连接器具有 抗核电磁脉冲的能力，对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制；对传导性耦合需采用滤 波技术加以抑制，即采用EMP抑制器件进行抑制。 用高导电率和高导磁率的金属材料把电子设备屏蔽起来，并设有良好的接地线， 同时在所有穿过屏蔽的导线和门窗通气孔等处施加防护措施。这样，核电磁脉冲就很难到 达设备内部的敏感元件处。 普通连接器一般只靠外壳屏蔽外界的电磁干扰，不能承受强电磁脉冲的冲击，更 不具有抗核电磁脉冲的能力。电磁脉冲传导抑制技术部分已用于连接器，如防雷电连接 器已成功研制，可以防雷、防电磁脉冲，其耐脉冲冲击电压为5KV，通过电流为150A，响应时 间约100ns。而在核电磁脉冲环境里，核电磁脉冲场强为50000V/m，上升沿2. 5ns，半高宽 23ns，电磁脉冲干扰电压为1000V、上升时间10ns，稳定时间为200ns、脉冲电流为5A，所以 防雷电连接不能抑制核电磁脉冲。本发明是针对单独的插座对空间辐射的电磁干扰应具有 屏蔽衰减功能和拥有抗核电磁脉冲的能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗核电磁脉冲插座，解决电连接器分离后，单独的插 座如存在外界辐射电磁干扰，以及外界核电磁脉冲干扰通过插座进入传输线内，影响内外 环境中设备正常工作的问题。使该产品能用于核电磁脉冲环境下的系统之间的电路连接， 具备抗核电磁脉冲的能力。 本发明的抗核电磁脉冲屏蔽插座包括转接插座和抗核模块两部份组成，转接插座 包括插孔、大压圈、下绝缘体、屏蔽套、上绝缘体、外壳、锁紧螺母、绝缘套、锁紧套、密封圈a、 密封圈b ;抗核模块部份主要包括插针、上绝缘体、下绝缘体、外壳、印制板、瞬态抑制二极 管、滤波器件、密封圈，簧圈以及在转接插座部的插孔，在插座壳体的插合端，用金属屏蔽层 封闭，该金属屏蔽层上有相应规格和数量的一系列圆孔，形成波导孔阵，对电磁屏蔽起到屏 蔽的作用，外壳采用高导磁率的钢材料，提高对强电磁干扰屏蔽的效果。抗核模块结构中的 瞬态抑制二极管能将上升快速的电压尖峰脉冲钳位。当有上升时间快速的尖峰脉冲电压大 于瞬态抑制二极管的导通电压时，其内阻急剧减小，可以流过很大的电流，而其两端的电压 却只有少量的上升。从而保护插座接触件所连接的电路若受核电磁脉冲的冲击而不损坏。 滤波器件在连接器受到高频干扰时可以起到滤波作用，抑制干扰。通过两端灌密封胶使瞬 态抑制二极管和滤波器件密封在插座内部，可有效的防止潮气、有害物质等侵入而使这两种元器件失效。 采用上述技术方案的有益效果是该抗核电磁脉冲屏蔽插座的电磁屏蔽效果优良， 能承受强电磁脉冲干扰，性能稳定可靠，性能不随外界环境尤其是温度、潮湿因素而改变的 优点，适用于电连接器分离后需要高可靠电磁兼容的应用场合，以满足新型设备的使用需 求。
图1为本发明抗核电磁脉冲屏蔽插座整体结构示意图； 图中12-转接插座、13-密封胶a、14-下绝缘体、15-外壳、16-大压圈、17-橡胶 垫a、 18-接地板、19-弹垫、20-螺钉a、21-盖板、22_螺钉b、23_垫片a、24_印制板、25-上 绝缘体、26-插针、27-滤波器件、28-橡胶垫b、29-瞬态抑制二极管、30_簧圈、31_垫片b、 32-密封胶b、33-连接螺套； 图2为本发明抗核电磁脉冲屏蔽插座中抗核模块的核电磁脉冲传导抑制组件电 路原理图； 图中26-插针、27-滤波器件、29-瞬态抑制二极管、15-外壳。 图3为本发明抗核电磁脉冲屏蔽插座的转接插座结构示意图； 图中12. 1-插孔、12. 2-大压圈、12. 3-下绝缘体、12.4-屏蔽套、12. 5-上绝缘体、
12. 6-外壳、12. 7-锁紧螺母、12. 8-绝缘套、12. 9-锁紧套、12. 10-密封圈a、 12. 11-密封圈b。
具体实施例方式
以下结合附图实例对本发明的具有核电磁脉冲防护的插座做进一步的详细说 明 设计的抗核电磁脉冲脱屏蔽插座如图1所示，在插座尾部的抗核模块中的瞬态抑
制二极管29和滤波器件27使插座具有抗核电磁脉冲防护功能。核电磁脉冲防护插座结构
设计为转接插座和抗核模块两个部件的组合，有效地避免整体设计导致插孔难以设计且与
其它零部件装配的困难。转接插座与抗核模块通过连接螺套33实现紧固连接。 如图3所示，本发明的转接插座包括插孔12. 1、大压圈12. 2、下绝缘体12. 3、屏
蔽套12.4、上绝缘体12. 5、外壳12.6、锁紧螺母12. 7、绝缘套12.8、锁紧套12.9、密封圈
A12. 10、密封圈B12. 11。 核电磁脉冲的频率范围从1Hz到lOOMHz，抗核电磁脉冲屏蔽设计需考虑高导电率 和高导磁率材料，因此选用高导磁材料生产外壳，并镀覆高导电导率镀层。外壳12.6选取 导磁率较高，能进行切削加工的45号钢为外壳基体，用以实现低频磁场屏蔽。并在外壳表 面镀覆铜镍，实现外壳的高导电率。理论计算和实际试验测量外壳的核电磁脉冲屏蔽效能 都大于70dB。 转接插座中外壳12. 6前端为全封闭的整体结构，并根据插座中插孔12. 1的规格 和数量，加工了一系列的孔阵，这些孔便形成了波导孔阵，每一个孔就是一个波导孔，对电 磁波起到屏蔽的作用。连接器插合时，插头接触件先从波导孔中穿过，然后才与插孔插合连 通，为了防止插针在插合和分离过程中与插座的金属壳体接触，形成短路，在波导孔中设计了绝缘套12. 8，使插头接触件与金属壳体隔离绝缘。插孔的固定则由上下绝缘体夹持，并一 起被压圈固定在金属壳体中。导电橡胶材料制作的密封圈A、B12. 10、12. 11实现插头、插座 在插合后的防雨、防尘和安装面的电磁屏蔽。 核电磁脉冲传导抑制组件电路原理图见图2所示。由于核电磁脉冲的速度为纳秒 级，因此必须选择箝位精确，响应速度快的限幅元器件，采用的瞬态抑制二极管29可将上 升时间快速的电压尖峰脉冲钳位。当瞬态抑制二极管29两端的电压小于其导通电压，具有 很大的内阻，漏电流很小。当有上升时间快速的尖峰脉冲电压大于瞬态抑制二极管29的导 通电压时，其内阻急剧减小，可以流过很大的电流，而其两端的电压却只有少量的上升。从 而保护插座接触件26所连接的外部电路不受核电磁脉冲的冲击而损坏。
在抗核模块中的瞬态抑制二极管29尾端设有滤波器件27，连接器受到高频干扰 时起到滤波作用，抑制干扰。根据连接器所处的电磁环境进行选择滤波器件27的电路和相 关参数。 如图1所示，本发明的抗核电磁脉冲屏蔽插座包括插针26，转接插座12，密封胶a 13，下绝缘体14，外壳15，大压圈16，橡胶垫17，接地板18，弹垫19，螺钉a20，盖板21，螺钉 b22，垫片a23、垫片b31，印制板24，上绝缘体25，滤波器件27，橡胶垫28，瞬态抑制二极管 29，簧圈30，密封胶b32，连接螺套33。去掉转接插座后的尾端部件为抗核模块。
抗核模块的插针26从转接插座尾端插入插孔12. 1，转接插座与抗核模块通过连 接螺套33紧固连接。插座插针26 —端焊接到印制板24焊盘上，通过印制板导线与瞬态抑 制二极管29的一端引脚实现电路的串联，瞬态抑制二极管29另一端引脚与接地板通过簧 圈30实现弹性接触，接地板18与外壳15通过螺钉a20紧固连接和电连续性接触。瞬态抑 制二极管29与印制板24为焊接，焊接前，印制板24通过螺钉固定在接地板18上，避免瞬 态抑制二极管29直接受力。由于接地板18由大块金属板构成，采用焊接难以实现，因此瞬 态抑制二极管29同接地板接触采用簧圈30弹性接触实现，同时弹性接触更好的保护瞬态 抑制二极管29，提高产品的抗振动性能。 在抗核模块中采用的瞬态抑制二极管29，为保证其不受环境应力的影响，采用全 密封结构。在插座下绝缘体14处灌封密封胶al3，避免潮气通过插针与绝缘体间孔隙侵入 内部腐蚀瞬态抑制二极管29引起失效。在插座上绝缘体25处灌封密封胶b32。保证了瞬 态抑制二极管29完全密封在插座内部。 抗核电磁脉冲屏蔽插座采用C型滤波电路对高频干扰进行滤波。C型滤波电路由 滤波器件27构成，插座插针26与滤波器件27内电极焊接在一起，滤波器件27外电极与尾 端外壳15通过接地簧片形成良好接触。
权利要求
抗核电磁脉冲屏蔽插座，其特征在于它由转接插座(12)与抗核模块两部份构成，由连接螺套(33)紧固连接；在抗核模块部份的主要构件包括插针(26)、滤波器件(27)、瞬态抑制二极管(29)、印制板(24)、接地板(18)，还有密封胶a、b(13)、(32)、下绝缘体(14)、大压圈(16)、橡胶垫(17)、弹垫(19)、螺钉a、b(20)、(22)、垫片a、b(23)、(31)、上绝缘体(25)、簧圈(30)、外壳(15)和盖板(21)；在转接插座(12)中包含有插孔(12.1)、大压圈(12.2)、下绝缘体(12.3)、屏蔽套(12.4)、上绝缘体(12.5)、外壳(12.6)、锁紧螺母(12.7)、绝缘套(12.8)、锁紧套(12.9)、密封圈a(12.10)、密封圈b(12.11)。
2. 由权利要求1所述的抗核电磁脉冲屏蔽插座，其特征在于抗核模块的插针(26)从 转接插座(12)尾端插入插孔(12. 1)插入，抗核模块中的插针(26) —端焊接在印制板(24) 的焊盘上，并通过印制板导线与瞬态抑制二极管(29)的一端引脚实现电路的串联，瞬态抑 制二极管(29)与印制板(24)为焊接，在焊接时先把印制板(24)通过螺钉固定在接地板 (18)上，避免瞬态抑制二极管(29)直接受力。
3. 由权利要求1所述的抗核电磁脉冲屏蔽插座，其特征在于转接插座(12)部份的外 壳(12. 6)采用高导磁钢材料为基体制成，并镀覆有高导电率镀层，外壳(12. 6)前端为全封 闭整体结构；在抗核电磁、电磁脉冲屏蔽插座壳体的插合端有金属屏蔽层，在该金属屏蔽层 有相应规格和数量的一系列圆孔，形成的波导孔阵。
全文摘要
抗核电磁脉冲屏蔽插座，由转接插座与抗核模块两部份构成，由连接螺套紧固连接；该抗核电磁脉冲屏蔽插座中主要设有转接插孔、插针、接地板、滤波器件、瞬态抑制二极管以及密封胶和绝缘体；在壳体的插合端有金属屏蔽层。该金属屏蔽层上有一系列圆孔，形成的波导孔阵；外壳采用高导磁率的金属制成，有效提高其对强电磁的屏蔽效果。设在抗核模块部份的瞬态抑制二极管，有效保护插座接触件所连接的电路在受核电磁脉冲冲击时而不损坏，瞬态抑制二极与滤波器件被密封胶密封在该插座内部，防止有害物质的侵入，从而防止这两种元器件失效。
文档编号H01R13/648GK101714731SQ20091010295
公开日2010年5月26日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者田蔚 申请人:贵州航天电器股份有限公司