壓力平衡充油(PBOF)互連是一種專門設(shè)計(jì)用于在極端高壓深海或海底環(huán)境中生存和可靠運(yùn)行的電氣和光纖連接器及電纜組件。填充補(bǔ)償流體(如非導(dǎo)電硅油(介電和壓力補(bǔ)償器)的柔性彈性管(電線和光纖線路的導(dǎo)管)使內(nèi)部壓力與周圍海水平衡。這樣可以防止部件被壓碎,也避免電纜密封因海面下數(shù)千米的極端水壓而失效。在組件中平衡壓力和溫度可以考慮環(huán)境壓力和溫度的變化影響。

TE SEACON 迷你康
PBOF 互連是許多海底系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。它們?cè)试S濕接合連接器(WMC)在約 11,000 米深度下工作,不會(huì)產(chǎn)生過大的接合和分離力。該技術(shù)還促進(jìn)了水下壓力補(bǔ)償器(UPC)的發(fā)展,這些補(bǔ)償器可以減少自主水下車輛(AUV)壓力殼體的質(zhì)量,并防止環(huán)境壓力對(duì)水下機(jī)器人液壓系統(tǒng)的影響。
起源與發(fā)展
二戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后,潛艇戰(zhàn)和聲納網(wǎng)絡(luò)的興起帶來了對(duì)水下電氣連接器的需求。那些早期網(wǎng)絡(luò)需要通過大陸基地的電纜供電,并有連接電纜的方法。到了 20 世紀(jì) 60 年代,PBOF 技術(shù)的前身——含油脂或液體設(shè)計(jì)、隔膜、充油活塞擦拭系統(tǒng)以及早期光纖連接器——已經(jīng)開始使用。近海油氣行業(yè)接受了 PBOF,技術(shù)因?qū)ι钏煽壳议L時(shí)間無干預(yù)系統(tǒng)的嚴(yán)格要求而不斷進(jìn)步。SEACON 是多家被認(rèn)為開發(fā)了 PBOF 的公司之一。針對(duì)軍方對(duì)補(bǔ)償油可能污染硅油的擔(dān)憂,SEACON 等公司開發(fā)了合成油替代品。這一改進(jìn)改善了潤滑性能并提高了介電耐壓。
在 2000 年代和 2010 年代,重點(diǎn)轉(zhuǎn)向解決設(shè)計(jì)問題,主要是軟管彎曲、漏水的接頭和腐蝕的軟管夾。制造商引入了旋轉(zhuǎn)連接接頭、螺紋壓縮聯(lián)軸器和斜背殼,以消除布線問題。壓力評(píng)分上升。將電氣和光纖導(dǎo)體合為一體的混合設(shè)計(jì)出現(xiàn)了。雙囊 PBOF 架構(gòu)用于濕接合連接器,即使在極端壓力下也能以可控的力量進(jìn)行深度的接合和分離。
設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
PBOF 互連具有共同的工作原理,并受行業(yè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)約束,但在不同制造商和應(yīng)用中,深度額定、連接器接口、軟管結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線類型和終端處理方式差異較大。不同廠商產(chǎn)品之間的完全互操作性并不保證,通常需要細(xì)致的工程驗(yàn)證。
工程師在指定 PBOF 互連時(shí)必須考慮許多因素:
深度/壓力等級(jí)
服役生涯
信號(hào)/功率類型與導(dǎo)線兼容性
連接器對(duì)接模式
材料與耐腐蝕性
溫度范圍
交配周期與維護(hù)訪問
軟管連接與布線
資格測(cè)試(靜水壓力循環(huán)、鹽霧、熱循環(huán)、加壓電氣性能;以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),包括 ISO 13628-6、API 17TR7、MIL-STD-202)。
高風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用可能需要客戶特定的資格配置文件。

AMETEK SCP 提供的 PBOF 濕接頭組裝與集成
市場(chǎng)與應(yīng)用
軍事、海洋、石油與天然氣
應(yīng)用
PBOF 技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于海洋科學(xué)觀測(cè)站、拖曳陣列、鉆井系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)、主電源接點(diǎn)、遙控潛水器(ROV)系統(tǒng)以及可由海底機(jī)器人連接或斷開的飛行鉛纜中。
技術(shù)規(guī)格
重要注意事項(xiàng):PBOF 是一種電纜和連接器的組裝架構(gòu),而非單一連接器系列。以下規(guī)格取自代表性的商業(yè) PBOF 產(chǎn)品,應(yīng)與任何工程應(yīng)用的特定制造商數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行核對(duì)。



Teledyne ODI 的 Nautilus 是一款可濕接的多通道電氣連接器。穿透器形成壓力障壁,PBOF 組件與 1 大氣壓容器之間存在壓力差。
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