在工业现场多点温度采集、实验室环境参数监测、小型设备热性能测试这类场景里,Phidget1048四输入热电偶温度传感器的使用频率一直不低,这类模块往往需要搭配适配的外壳完成现场安装,既保护内部PCB电路不受粉尘、磕碰、接线拉扯的损伤,也能规整接线布局,避免多组热电偶接线杂乱引发的信号干扰或者接线松脱问题。这款一体式可打印外壳,就是完全围绕该型号传感器的硬件结构做的适配设计,没有多余的冗余结构,所有的避让、限位都完全贴合模块本身的硬件布局。
从实际使用的角度出发,外壳首先要解决的是PCB板的固定问题,内部做了对应PCB轮廓的限位卡槽,不需要额外打螺丝固定,将电路板顺着卡槽推入即可完成定位,卡槽的间隙控制在0.2mm以内,既不会因为过紧导致装配时卡滞刮伤电路板阻焊层,也不会因为间隙过大导致电路板在壳体内晃动,拉扯USB接口或者接线端子的焊点。外壳一侧预留了标准USB-B型接口的开口,开口尺寸刚好匹配接口的外轮廓,不会出现接口对位偏差导致USB插头无法完全插入的问题,开口边缘做了0.3mm的圆角处理,避免长期插拔过程中磨损USB线的外层绝缘皮。
另一侧对应热电偶接线端子的位置,做了整排的接线避让槽,每个槽位的宽度刚好对应端子上的单个接线孔位,现场接线时不需要掀开整个上盖,直接从槽位位置就可以将热电偶线接入对应的端子,槽位的高度刚好卡在端子排的上沿位置,能够对端子排形成侧向的支撑,当现场拉扯热电偶线缆的时候,外力会先作用在外壳的槽位壁上,不会直接传递到端子的焊点位置,大幅降低长期使用过程中焊点脱焊的概率。外壳底部预留了两个安装固定孔位,孔位的间距匹配标准DIN导轨安装卡扣的尺寸,既可以用螺丝直接固定在设备面板、安装支架上,也可以搭配通用导轨卡扣卡装在电气柜的标准DIN导轨上,适配不同现场的安装需求,固定孔周围做了局部加厚处理,避免螺丝锁紧时外壳出现应力开裂的问题。
外壳的边角全部做了R3的圆角过渡,没有尖锐的棱角,一方面是3D打印过程中不需要额外添加支撑,打印完成后不需要做大量的打磨处理,直接去除打印支撑就可以使用,另一方面在现场安装、维护拿取的时候也不会划伤操作人员的手部。壳体的壁厚统一设置为1.8mm,这个厚度既能够保证外壳有足够的结构强度,在承受常规的磕碰、挤压时不会出现开裂变形,也不会因为壁厚过大导致打印时间过长、材料浪费,同时壳体的散热性能也能满足传感器模块长期工作的需求,模块工作时产生的少量热量可以通过壳体均匀散出,不会因为密闭空间导致内部积温,影响温度采集的精度。
壳体上盖和底座的配合采用了卡扣式结构,沿着壳体的边缘均匀分布了4个卡扣位,卡扣的扣合量设置为0.5mm,装配的时候只需要对准位置轻轻按压就可以完成扣合,需要检修内部电路的时候,用平口螺丝刀顺着卡扣位置轻轻撬动就可以打开外壳,不需要破坏壳体结构,卡扣本身做了加厚的加强筋连接,反复拆装十次以上也不会出现卡扣断裂的问题。在接线端子对应的壳体内部位置,还做了一排压线凸台,当外壳扣合之后,凸台会轻轻压在接线端子的压线螺丝上方,避免设备运输、长期震动过程中压线螺丝出现松退,导致热电偶接线接触不良,影响温度信号的正常采集。
从安装边界来看,整个外壳的外轮廓尺寸完全控制在传感器模块本身的投影范围之外2mm以内,不会额外占用过多的安装空间,在电气柜内密集安装采集模块的时候,相邻模块之间不会因为外壳尺寸过大出现干涉问题,可以紧密排布节省柜内安装空间。外壳的表面没有做多余的纹理、标识设计,保持平整的外观,既方便后期用户根据自己的需求粘贴标签标识不同的采集通道,也不会因为凹凸结构积累现场的粉尘、油污,日常维护的时候只需要用抹布直接擦拭表面就可以完成清洁。针对3D打印的工艺特性,所有的壳体面都设计为无大角度悬空的结构,打印时不需要添加大量的支撑结构,打印完成后的支撑去除非常方便,不会在壳体表面留下明显的支撑痕迹,即便是使用PLA、ABS这类常规的3D打印材料,也能打印出符合装配精度要求的成品,不需要做后期的尺寸修正。
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- 系统要求: STEP / IGES,Rendering
- 软件分类: 传感器






