ЭНЕРГОВВОД В ГЕРМЕТИЧНУЮ КАМЕРУ Российский патент 1995 года по МПК H05K5/06 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к бесконтактному вводу электрической энергии из другого прибора в замкнутый объем герметичного радиоэлектронного модуля, передаче и приему между ними информации.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий цилиндрический корпус с центральной осью, печатные платы с электрорадиоэлементами, расположенные вокруг центральной оси радиально крышки, фиксаторы печатных плат, монтажные жгуты, держатели с упорами, на каждом из которых закреплены попарно своими торцами соседние печатные платы, причем фиксаторы каждой пары печатных плат выполнены в виде пружины, электрорадиоэлементы расположены на внутренних сторонах каждой пары плат, а монтажные жгуты между парами плат, держатели установлены с возможностью контакта их упоров с соответствующими крышками и пружинами фиксаторов (авт.св. СССР N 1448421, кл. Н 05 К 7/00, 1988).

Известны другие устройства, в которых кроме повышения виброустойчивости блока, плотности монтажа, удобства в эксплуатации применяется и защита его от коррозии и от взрыва (авт.св. СССР N 1451880, кл. Н 05 К 5/06, 1989; заявка Японии N 63-12400, кл. Н 05 К 5/06, 1981).

Всем им присущ один недостаток наличие контактных с герметичным корпусом вводов и выводов электрической энергии в виде разъемов, контактов и др. что значительно ослабляет защиту герметизируемых устройств от неблагоприятных воздействий внешней среды, в частности влаги из-за неоднородности корпуса.

Известен электрический ввод во взрывоопасное оборудование, содержащий цилиндрическую оболочку, жестко закрепленную в перегородке между камерами, сепаратор с отверстиями под каждый изолированный проводник и фиксирующий элемент, расположенный внутри обоймы, которая снабжена дном, жестко соединенным с обоймой, и крышкой с коническим буртиком, в котором выполнены отверстия под каждый проводник и дополнительные отверстия для продуктов горения, при этом сепаратор выполнен в виде выпуклой упругой пластины с отверстиями для продуктов горения, расположенной с внутренней стороны дна обоймы, а фиксирующий элемент выполнен в форме гранул (авт.св. СССР N 1167769, кл. Н 05 К 5/06, 1985).

Недостатком данного устройства является также то, что в нем источник электрической энергии, расположенный в камере вводов, связан с потребителем электрической энергии, расположенным в аппаратной камере, с помощью проводников. Данная конструкция значительно ослабляет защиту герметизируемых камер от неблагоприятных воздействий внешней среды и приводит к необходимости установки их в дополнительной взрывобезопасной оболочке.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является энерговвод в герметичную камеру, содержащий разъемный магнитопровод, состоящий из двух половин, на которых размещены первичная и вторичная обмотки, расположенные по обе стороны металлической стенки герметичной камеры, при этом каждая половина магнитопровода выполнена в виде П-образных частей, расположенных радиально относительно оси магнитопровода, а П-образные части магнитопровода, размещенные на внутренней поверхности металлической стенки герметичной камеры, снабжены защищенными оболочками, выполненными из немагнитного материала (авт.св. СССР N 1426437, кл. Н 05 К 9/00, 1988). Данное устройство обеспечивает определенную защиту радиоэлектронного блока за счет однородной замкнутой оболочки, которая не имеет дополнительных разъемов для ввода энергии в блок.

Недостатком устройства является применение в нем металлического корпуса радиоэлектронного блока, который, решая задачу герметизации аппаратной части, резко снижает КПД энергопередачи и резко сужает частотный диапазон, в котором возможно использование устройства с приемлемыми значениями КПД энергопередачи, из-за создания вихревого короткозамкнутого витка, что ограничивает функциональные возможности устройства и сужает область его применения.

Кроме того, в подобных устройствах отсутствует автоматическая сигнализация о достижении температуры внутри герметичной камеры верхнего предела температуры, при которой радиоэлектронный блок работоспособен, что снижает достоверность бесконтактной передачи и приема информации между герметичным модулем и другим прибором.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, области применения устройства и повышение достоверности бесконтактной передачи и приема информации между герметичным радиоэлектронным модулем и другими приборами.

Цель достигается тем, что энерговвод в герметичную камеру осуществляется посредством разъемного магнитопровода, состоящего из двух половин, на которых размещены первичная и вторичная обмотки энерговвода, расположенные по разные стороны стенки герметичного модуля и другого прибора. В него введены магнит, расположенный в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля, гермоконтакт, расположенный напротив магнита в корпусе другого прибора, информационные разъемные магнитопроводы, первичные обмотки которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе другого прибора и в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля, и электрически связаны соответственно с источником ввода информации в модуль и с выходом герметичного модуля, вторичные обмотки которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля и в корпусе другого прибора, и электрически связаны соответственно с входом герметичного модуля и с потребителем информации через гермоконтакт, а оболочка герметичного модуля выполнена из конструкционного диэлектрика, например, на основе алюмоксидной керамики.

На чертеже изображен энерговвод в герметичную камеру.

Энерговвод содержит радиоэлектронный модуль 1, помещенный в однородную замкнутую герметичную оболочку 2, выполненную из конструкционного диэлектрика, например, на основе алюмоксидной керамики, другой прибор, размещенный в корпусе 3 из диэлектрического матеpиала и связанный электрически с источником переменного тока, а также с источником и потребителем информации, разъемный магнитопровод передачи электроэнергии от источника переменного тока к элементам герметичного модуля 1, состоящий из двух половин, на которых размещены первичная 4 и вторичная 5 обмотки, расположенные по разные стороны стенки другого прибора и герметичного модуля 1, магнит 6, выполненный из ферромагнитного материала с определенной точкой Кюри θ и расположенный в корпусе 2 герметичного модуля, гермоконтакт 7, расположенный напротив магнита 6 в корпусе 3 другого прибора, и разъемные информационные магнитопроводы ввода в модуль 1 и вывода из него информации, первичные обмотки 8, 9 которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе 3 другого прибора и в корпусе 2 герметичного радиоэлектронного модуля, и электрически связаны соответственно с источником ввода информации в модуль и с выходом герметичного модуля 1, вторичные обмотки 10, 11 размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе 2 герметичного радиоэлектронного модуля и в корпусе 3 другого прибора, и электрически связаны соответственно с входом герметичного модуля 1 и с потребителем информации через гермоконтакт 7, а оболочка 2 герметичного модуля выполнена из конструкционного диэлектрика, например, на основе алюмоксидной керамики.

Значение точки Кюри θ ферромагнитного материала магнита 6 выбирается равным верхнему пределу температуры, при которой герметичный радиоэлектронный модуль 1 работоспособен, т.е. все основные параметры и характеристики элементов радиоэлектронного модуля находятся в области допустимых значений.

В исходном положении гермоконтакт 7 под воздействием магнита 6 замкнут. Подвод энергии к герметичному модулю, а также обмен с ним информационными сигналами осуществляются следующим образом. При подключении первичной обмотки 4 разъемного силового магнитопровода к источнику переменного тока (например, посредством подключения штепсельного разъема) благодаря электромагнитной связи происходит передача электрической энергии на вторичную обмотку 5 данного магнитопровода и элементы герметичного модуля 1 включаются в рабочее состояние. После этого осуществляются бесконтактная передача информационных сигналов к модулю от источника информации и прием информационных сигналов из модуля благодаря электромагнитной связи разъемных информационных магнитопроводов с первичными 8,9 и вторичными 10,11 обмотками аналогично тому, как это имеет место в трансформаторе, а высокий КПД передачи в заданном диапазоне частот обеспечивается конструкционной структурой оболочки модуля.

Если температура внутри корпуса 2 герметичного модуля достигнет значения, соответствующего точке Кюри θ, то материал магнита 6 теряет ферромагнитные свойства и переходит в парамагнитное состояние, что приводит к размыканию гермоконтакта 7 и отключению потребителя информации от выхода герметичного радиоэлектронного модуля.

Факт отключения потребителя информации (выходной информационный сигнал равен нулю) во время передачи и приема информационных сигналов сигнализирует о достижении температуры внутри герметичного модуля верхнего предела температуры, при которой герметичный радиоэлектронный модуль работоспособен.

Применение диэлектрика в качестве оболочки герметичного модуля приводит к резкому увеличению КПД энергопередачи (к примеру, с 0,02% для прототипа до 88% для заявленного устройства на частоте 100 кГц) и резкому расширению частотного диапазона, в котором возможно использование энерговвода с приемлемыми значениями КПД энергопередачи (от 10-100 Гц для прототипа до мегагерцового диапазона для заявленного устройства при КПД энергопередачи, равном ≈ 30%) за счет снижения величины вихревого и смешанного экранирования материалом стенок корпуса модуля, не создающего вихревый короткозамкнутый виток, что приводит к появлению в заявленном энерговводе новых свойств возможности бесконтактной передачи не только напряжений питания, но и информационных сигналов и возможности передачи информации в широком частотном диапазоне.

Таким образом, введение новых отличительных признаков в заявленном энерговводе по сравнению с прототипом приводит к появлению новых свойств: возможности бесконтактной передачи и приема информации, возможности передачи и приема информации в широком частотном диапазоне, автоматической сигнализации о достижении температуры внутри корпуса герметичного модуля верхнего предела температуры, при которой герметичный радиоэлектродный модуль работоспособен.

Новые свойства в заявленном энерговводе позволяют расширить его функциональные возможности, область применения и повысить достоверность бесконтактной передачи и приема информации между герметичным радиоэлектродным модулем и другим прибором.

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к бесконтактному вводу электрической энергии из другого прибора в замкнутый объем герметичного радиоэлектронного модуля, передаче и приему между ними информации. Цель - расширение функциональных возможностей, области применения энерговвода и повышение достоверности бесконтактной передачи и приема информации между герметичным радиоэлектронным модулем и другим прибором. Сущность изобретения: энерговвод содержит радиоэлектронный модуль 1, помещенный в оболочку 2, выполненную из конструкционного диэлектрика на основе, например, алюмоксидной керамики, другой прибор 3, электрически связанный с источником переменного тока, а также с источником и потребителем информации, разъемный магнитопровод передачи электроэнергии от источника переменного тока к элементам герметичного модуля, состоящий из двух половин с первичной 4 и вторичной 5 обмотками, магнит 6, выполненный из ферромагнитного материала с определенной точкой Кюри, гермоконтакт 7 и разъемные магнитопроводы ввода в модуль 1 и вывода из него информации с первичными 8, 9 и вторичными 10, 11 обмотками, связанными соответственно с источниками ввода информации в модуль 1, с выходом модуля 1, с входом модуля и с потребителем информации через гермоконтакт 7. Подвод энергии к герметичному модулю, а также обмен с ним информационными сигналами осуществляются бесконтактным способом благодаря электромагнитной связи разъемных магнитопроводов и выполнением корпуса 2 из конструкционного диэлектрика. При этом в случае достижения температурой внутри корпуса 2 значения точки Кюри происходит автоматическое отключение потребителя информации от выхода модуля 1 посредством потери ферромагнитных свойств магнита 6 и размыкания гермоконтакта 7. 1 ил.

ЭНЕРГОВВОД В ГЕРМЕТИЧНУЮ КАМЕРУ, содержащий разъемный магнитопровод, выполненный из двух половин, на которых размещены первичная и вторичная обмотки энерговвода, расположенные по разные стороны стенки корпуса герметичного радиоэлектронного модуля, и другого прибора, отличающийся тем, что он снабжен магнитом, расположенным в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля, гермоконтактом, расположенным напротив магнита в корпусе другого прибора, информационными разъемными магнитопроводами, первичные обмотки которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе другого прибора и в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля, и электрически связаны соответственно с источником ввода информации в модуль и выходом герметичного модуля, вторичные обмотки которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля и в корпусе другого прибора, и электрически связаны соответственно с входом герметичного модуля и потребителем информации через гермоконтакт, а оболочка герметичного модуля выполнена из конструкционного диэлектрика, например, на основе алюмоксидной керамики.