Ar ultragarsu suvirinama lakuota aliuminio folija yra geresnė oro erdvės jutiklių kabelių ekranavimui?

Šiuolaikinės aviacijos ir erdvėlaivių elektros laidų sujungimo sistemos (EWIS), įdiegtos komerciniuose reaktyviniuose laineriuose, karinėje avionikoje, miesto oro mobilumo (UAM) orlaiviuose ir erdvėlaivių jutiklių tinkluose, veikia esant intensyviems elektromagnetiniams trukdžiams (EMI) ir dideliems aplinkos įtempiams. Aukšto dažnio jutiklių kabeliai, perduodantys mikrovoltų signalus, turi išlaikyti absoliutų signalo vientisumą, kartu išlaikant nuolatinį terminį ciklą, struktūrinę vibraciją ir griežtus masės apribojimus.

Tradicinis sunkus vario pintas ekranavimas padidina savo svorį ir reikalauja daug darbo įžeminimo taškams. Ultragarsu suvirinama lakuota aliuminio folija ( 8000 serijos ir 1000 serijos minkštos aliuminio folijos, padengtos itin plonomis, laidžiomis arba termiškai apdorotomis lako sistemomis ) yra puiki alternatyva. Sujungdama $100%$ nuolatinį EMI paviršiaus padengimą su tiesioginiu, be srauto ultragarsiniu vielos ir folijos sujungimu, ši medžiaga sumažina EWIS laidų masę, pašalina mechaninius įžeminimo spaustukus ir užtikrina aukštą signalo patikimumą aviacijos ir kosmoso jutiklių tinkluose.

Struktūrinės masės ir aukšto dažnio triukšmo grėsmės

Orlaivių ir erdvės jutiklių laidai (pvz., termoporos linijos, vibracijos jutikliai, FADEC variklio valdikliai ir palydovinės telemetrijos jungtys) veikia unikalioje veikimo aplinkoje:

Aukšto dažnio EMI triukšmas: radaro impulsai, žaibo smūgiai (HIRF) ir didelės galios elektronika sukelia trumpalaikį triukšmą į neekranuotas jutiklių linijas, todėl jutiklis nukrypsta arba klaidingai rodo telemetrijos rodmenis.

Pynės svorio bauda: įprasti variniai pynimo skydai padidina EWIS kabelių mylių svorį. Be to, pinti tinkleliai turi mikroskopinius deimantinius tarpus, leidžiančius prasiskverbti aukšto dažnio elektromagnetinei spinduliuotei (>1 GHz).

Palyginimas: Sunkaus vario pynės ekranavimas ir ultragarsu suvirinama lakuota folija

Kabelio ekranavimo medžiagos palyginimas

Toliau pateiktoje matricoje lyginami tradiciniai kabelių ekranavimo metodai su ultragarsu suvirinama lakuota aliuminio folija, skirta aviacijos ir kosmoso jutiklių taikymui:

Pagrindiniai profesionalūs aerokosminių jutiklių kabelių ekranavimo pranašumai

DUK

1 klausimas: kodėl standartinę aliuminio / PET folijos juostą sunku įžeminti aviacijos ir kosmoso kabeliuose?

A: Standartinėse aliuminio/PET folijos juostose naudojami nelaidūs klijai arba izoliuojantys polimeriniai pagrindai. Drenažo laidai priklauso tik nuo fizinio slėgio kontakto, kuris gali oksiduotis, atsilaisvinti veikiant orlaivio vibracijai ir laikui bėgant sukelti didelį atsparumą įžeminimui.

2 klausimas: kaip ultragarsinis suvirinimas sujungia vario nutekėjimo laidą su lakuota aliuminio folija?

A: Ultragarsinis suvirinimo signalas veikia aukšto dažnio mechanines vibracijas (20–40 kHz) esant slėgiui. Tai akimirksniu išstumia ploną funkcinį lako sluoksnį ir suardo oksido plėvelę, sukuriant kietojo kūno atominį ryšį tarp varinės vielos ir aliuminio folijos, nelydant metalams.

3 klausimas: ar ultragarsinio suvirinimo metu funkcinis lakas dega arba išskiria toksiškus dūmus?

A: Ne. Ultragarsinis suvirinimas yra šaltas, kietojo kūno procesas, kuris generuoja minimalią vietinę trinties šilumą. Lakas mechaniškai nustumiamas nuo suvirinimo zonos, o ne termiškai sudeginamas, taip išvengiant toksiškų dūmų, apanglėjimo ar terminės gretimų laidų izoliacijos pažeidimų.

4 klausimas: ar lakuota aliuminio folija gali visiškai pakeisti vario pynės ekraną?

A: Aukšto dažnio mažos galios jutiklių kabeliuose, taip. Tačiau didelės galios linijoms, kurioms reikalingas didelis mechaninis atsparumas gniuždymui arba stiprus žemo dažnio (<1 MHz) galios įžeminimas, inžinieriai dažnai naudoja hibridinį skydą: lakuotą folijos vidinį sluoksnį, užtikrinantį 100 % aukšto dažnio EMI aprėptį, kartu su lengvu išoriniu pynimu mechaniniam stiprumui užtikrinti.

5 klausimas: kokio aliuminio folijos tempimo reikia lankstiems erdvėlaivių kabeliams?

A: Reikalinga visiškai minkšta atkaitinta folija (O temperatūra). $O$ temperamentas užtikrina didelį pailgėjimą (>6% - 10%), todėl kabelis gali pakartotinai lenktis aplink siaurus orlaivio pertvaros spindulius, nesuplėšiant ir nesulaužant ekranavimo folijos.

Išvada

Ultragarsu suvirinama lakuota aliuminio folija yra pranašesnė už tradicines varines pynes ir standartines klijuotas folijos juostas, skirtas aviacijos ir erdvėlaivių jutiklių kabelių ekranavimui, todėl sutaupoma daug masės, užtikrinama vientisa EMI apsauga ir greitas bei patikimas įžeminimas.

Norėdami optimizuoti aviacijos ir erdvės kabelių laidų projektavimo medžiagų pasirinkimą:

Nurodykite lydinį ir grūdinimą (8011-O arba 1235-O): reikalinga visiškai atkaitinta minkšta aliuminio folija (12 μm–25 μm), kad būtų užtikrintas didelis lankstumas ir atsparumas plyšimui automatinio didelio greičio spiralinio vyniojimo metu.

Privalomas išmetamųjų dujų atitikimas (ASTM E595): Erdvėje arba dideliame aukštyje naudojamiems EWIS laidams taikyti griežtą ASTM E595 sertifikatą (TML < 1,0%, CVCM < 0,01%), kad išvengtumėte lakiųjų cheminių dujų išmetimo aviacijos elektronikos skyriuje.

Patvirtinkite ultragarsinio suvirinimo parametrus: patikrinkite, ar funkcinė lako formulė palaiko greitą ultragarsinio suvirinimo ciklą (<0,5 sekundės) su maža elektrinio kontakto varža (<2 m Ω ) ir dideliu jungties traukos stiprumu (>8 N).