本發明涉及電連接器，特別涉及無磁耐高溫耐振連接器。
背景技術：
1、石油鉆井、測井及相關井下電子儀器中，電連接器通常用于實現電纜與儀器電路之間的電連接與/或信號連接，其結構一般包括插頭連接器與插座連接器、端子（插針/插孔或等效接觸件）、絕緣內件以及外殼與鎖緊部件等。該類電連接器在井下高溫、高壓、強振動及腐蝕介質環境中長期工作，除滿足小型化布置要求外，還需要保證插合配對的機械可靠性與電接觸穩定性。現有技術中，井下微型多芯電連接器仍普遍存在以下不足：
2、（1）部分電連接器的外殼、緊固件或結構件采用具有一定磁性的金屬材料，應用于磁傳感、方位測量等敏感部位附近時可能引入磁場擾動，影響儀器測量與數據一致性；同時，外殼材料的耐蝕性與電磁兼容要求也難以同時兼顧。
3、（2）井下環境溫度可長期接近或達到200℃，若絕緣內件材料耐溫不足或外殼與絕緣內件之間固持結構不可靠，易出現絕緣性能衰減、材料蠕變、端子定位松動、端子相對位移等問題，進而導致接觸電阻波動、間歇性斷續或失效。
4、（3）在鉆井/測井作業中，連接器承受持續振動及沖擊載荷。現有連接器常采用單一鎖緊方式或僅依靠插拔配合保持連接，振動與熱循環作用下容易發生松退或微動磨損，導致配對狀態不穩定、接觸壓力下降或連接器相對轉動，從而影響電連接可靠性。
5、（4）傳統插針—插孔式端子多采用點接觸或線接觸形式，接觸點數量有限，且接觸壓力分布不均；在振動沖擊下易發生微動摩擦、氧化膜破壞與再生成、接觸面磨耗等現象，造成接觸電阻增大或波動，難以保證穩定的信號傳輸與供電連接。
6、（5）井下儀器內部空間受限，電連接器需要實現多芯布置并保持較小外形尺寸；然而在縮小尺寸的同時，還需兼顧無磁材料選擇、高溫絕緣與固持、抗振鎖緊以及穩定多點電接觸等要求，現有方案往往在結構強度、裝配可靠性與長期服役穩定性之間難以取得平衡。
7、因此，有必要提供一種電連接器結構方案，使其在小型化條件下仍能實現外殼無磁或低磁特性、在不低于200℃的長期工作環境中保持絕緣與端子定位可靠，并在強振動條件下保持配對鎖緊穩定及多點穩定電接觸，從而滿足井下裝備對電連接器高可靠性的應用需求。
技術實現思路
1、為至少解決現有技術中的上述至少一項技術問題，本發明的目的在于提供一種無磁耐高溫耐振連接器。
2、本發明的目的是這樣實現的：
3、一種無磁耐高溫耐振連接器，包括相互可插拔配合的插頭連接器和插座連接器，所述插頭連接器包括插頭外殼、設置于所述插頭外殼內的插頭絕緣內件以及由所述插頭絕緣內件定位的公端子，所述插座連接器包括插座外殼、設置于所述插座外殼內的插座絕緣內件以及由所述插座絕緣內件定位的母端子，所述插頭外殼與所述插座外殼均由無磁性不銹鋼材料制成；所述公端子為絞線式插針結構，所述絞線式插針結構包括由多股彈性金屬絲絞合形成的絞線束，所述絞線束沿插頭連接器相對插座連接器的插入方向延伸，所述插入方向定義連接器的插合軸線，且所述絞線束的插合端形成可徑向彈性壓縮的插針外形；所述母端子包括沿所述插入方向延伸的插合通道以及設置于所述插合通道內的接觸構件，所述接觸構件在所述公端子插入過程中對所述插針外形施加徑向壓縮力，并在所述插針外形的周向不同位置與其形成多個分散的電接觸點；所述插頭外殼與所述插座外殼均具有圍繞插合口設置的配合面，所述配合面設有配合螺紋孔，所述配合螺紋孔用于在插頭連接器與插座連接器配對狀態下通過第一緊固件實現相互鎖緊，所述插頭絕緣內件外表面與所述插頭外殼內表面之間、以及所述插座絕緣內件外表面與所述插座外殼內表面之間均分別設置有膠粘劑固持層，以分別對所述插頭絕緣內件與所述插頭外殼、以及所述插座絕緣內件與所述插座外殼進行固持；所述插頭連接器和所述插座連接器中的所述膠粘劑固持層均由長期使用溫度不低于200℃的耐高溫膠粘劑固化形成。
4、通過將插頭外殼與插座外殼設置為無磁性不銹鋼材料，降低連接器在磁傳感、方位測量等敏感單元附近使用時的磁性干擾風險；同時，公端子采用絞線式可徑向彈性壓縮的插針結構，母端子通過接觸構件對插針外形施加徑向壓緊并在周向形成多個分散接觸點，使插合后具有更穩定的接觸壓力與多點導通通路，從而改善振動沖擊工況下接觸電阻波動和瞬斷問題；再結合絕緣內件與外殼之間設置耐高溫膠粘劑固持層，使絕緣內件在不低于200℃的長期高溫環境下仍能保持與外殼的穩定固持關系，降低絕緣退化、端子定位松動及固持失效的發生概率，從而在小型化條件下綜合提升無磁性、高溫可靠性、抗振鎖緊性與電接觸穩定性。
5、本發明的目的還可以采用以下技術措施解決：
6、進一步地，所述插頭外殼與所述插座外殼所采用的無磁性不銹鋼材料均為ss304l不銹鋼。
7、限定外殼材料為ss304l不銹鋼，使連接器外殼在滿足無磁或低磁要求的同時兼顧加工成形與強度穩定性，降低外殼材料磁性差異帶來的測量干擾風險，并有利于在井下空間受限條件下實現結構緊湊、強度可控的外殼設計，從而提升連接器在儀器內部集成應用時的可靠性與一致性。
8、進一步地，所述插頭外殼和所述插座外殼的表面經鈍化處理以形成耐蝕保護膜。
9、對插頭外殼與插座外殼進行鈍化處理形成耐蝕保護膜，可在含鹽霧、硫化物等腐蝕介質環境下減緩外殼表面腐蝕與點蝕發展，降低由于腐蝕導致的配合面損傷、緊固部位咬合及結構強度下降風險，從而提高連接器在井下腐蝕介質與潮氣環境中的長期服役穩定性。
10、進一步地，所述插頭絕緣內件與所述插座絕緣內件均由熱塑性液晶聚合物材料制成，且所述插頭絕緣內件為用于定位所述公端子的整體式絕緣件，所述插座絕緣內件為用于定位所述母端子的整體式絕緣件。
11、將插頭絕緣內件與插座絕緣內件限定為熱塑性液晶聚合物材料并采用整體式結構，可在高溫條件下維持較好的尺寸穩定性與絕緣性能，減少絕緣內件因熱老化或蠕變引起的端子相對位移與定位精度下降；同時，整體式絕緣內件有利于在多芯小型化結構中實現端子陣列的可靠定位與裝配一致性，從而降低高溫與振動共同作用下的端子松動、接觸不穩及絕緣失效風險。
12、進一步地，所述接觸構件為套筒式接觸件，所述套筒式接觸件設置于所述插合通道內并能夠圍繞所述插合軸線轉動；所述套筒式接觸件的內周面形成與所述插針外形相配合的、向內凸起的環形接觸面；插合時，所述插針外形插入所述套筒式接觸件并在所述環形接觸面的徑向壓緊作用下與所述環形接觸面壓緊接觸，且所述插針外形與所述環形接觸面之間的相對運動帶動所述套筒式接觸件相對所述插座外殼轉動，使所述環形接觸面在周向不同位置與所述插針外形形成并保持多個分散的電接觸點。
13、采用可圍繞插合軸線轉動的套筒式接觸件，其內周面形成環形接觸面并在插合過程中與插針外形形成徑向壓緊與相對運動，使接觸界面在周向不同位置形成并維持多個分散電接觸點；該結構一方面通過多點接觸提高導通冗余與抗瞬斷能力，另一方面借助套筒式接觸件的隨動轉動有利于均化接觸壓力并減輕局部微動磨損，從而改善強振動沖擊條件下傳統少點接觸易產生接觸電阻波動與磨耗失效的問題。
14、進一步地，所述絞線束由10股彈性金屬絲以同向絞合形成，其中鈹銅絲的股數為3～7股，其余為銅合金絲。
15、限定絞線束由10股彈性金屬絲同向絞合并在其中配置3～7股鈹銅絲，其余為銅合金絲，使插針結構兼具彈性恢復能力與導電性能：在插合壓緊時可產生穩定的徑向彈性壓縮與接觸壓力，在振動沖擊下不易因接觸壓力衰減而發生瞬斷；同時，復合金屬絲配比有利于在高溫環境下保持彈性與導電的綜合穩定性，從而提升連接器在高溫強振動工況下的接觸可靠性。
16、進一步地，所述絞線束的插合端先經焊接使所述多股彈性金屬絲在端部相互連接并形成一體化固結端，隨后沿所述插合軸線方向對所述固結端施加軸向沖擊力進行塑性碰撞成形，使所述固結端形成用于插入所述母端子插合通道的插針段，所述插針段的外表面為連續圓柱面，且所述插針段的外徑沿所述插合軸線方向恒定或基本恒定；所述插針段在插入所述插合通道并受到所述母端子的徑向壓縮時，驅動所述多股彈性金屬絲向所述插合軸線方向彈性收縮，以使所述插針段在周向多個位置與所述母端子形成多個電接觸點。
17、通過對絞線束插合端進行焊接形成一體化固結端，并再經軸向沖擊塑性碰撞成形得到外表面連續且外徑基本恒定的插針段，使插針段便于與母端子插合通道實現可控配合；在插入并受到徑向壓縮時，多股彈性金屬絲向插合軸線方向彈性收縮，從而在周向形成多個接觸點并保持接觸壓力穩定，該成形方式既提高了插針段的結構一致性與裝配可重復性，又有利于在小型化條件下實現穩定的多點接觸與抗振動磨損能力。
18、進一步地，所述公端子與所述母端子中至少之一的接觸部位表面設有鍍金層，且所述鍍金層厚度不小于1.27μm。
19、在公端子與母端子至少之一的接觸部位設置厚度不小于1.27微米的鍍金層，可降低接觸界面的氧化與腐蝕敏感性，減小高溫與腐蝕介質環境下的接觸電阻上升趨勢；同時，鍍金層有助于提高多次插拔后的接觸一致性與低電平信號傳輸穩定性，從而改善振動沖擊工況中易因接觸面氧化、磨耗導致的信號不穩問題。
20、進一步地，所述耐高溫膠粘劑選自耐高溫環氧膠粘劑、耐高溫有機硅膠粘劑、聚酰亞胺膠粘劑或雙馬來酰亞胺膠粘劑中的任一種；所述耐高溫膠粘劑固化后形成所述膠粘劑固持層，且滿足以下條件：（1）所述膠粘劑固持層的厚度t為0.05～0.30mm；（2）所述耐高溫膠粘劑固化物的玻璃化轉變溫度tg≥220℃；（3）所述耐高溫膠粘劑中含有無機填料，所述無機填料選自二氧化硅、氧化鋁、氮化硼或氮化鋁中的任一種或任意組合，且所述無機填料的質量分數w為10%～60%；（4）所述耐高溫膠粘劑固化物的線膨脹系數cte為(20～60)×10^-6/k，以降低熱循環條件下所述絕緣內件與所述外殼之間的熱膨脹失配應力。
21、對耐高溫膠粘劑的體系與固化后性能參數進行限定，通過控制膠粘劑固持層厚度、提高膠粘劑固化物的玻璃化轉變溫度，并引入一定比例的無機填料以獲得適當的線膨脹系數范圍，可降低絕緣內件與外殼在高溫熱循環條件下的熱膨脹失配應力與界面剝離風險；從而使絕緣內件與外殼的固持關系更穩定，端子定位更可靠，減少長期200℃服役過程中出現固持失效、端子松動及接觸不穩的概率。
22、進一步地，各所述彈性金屬絲的線徑為0.05～0.20mm，所述絞線束的絞合節距為p＝3～15mm，所述絞線束的外徑為d＝0.30～0.90mm，且所述絞線束的螺旋角θ滿足tanθ＝πd/p并且θ為15°～45°；所述鈹銅絲的截面積占比α滿足α＝a_becu/a_total且0.30≤α≤0.70，其中a_becu為所述絞線束截面內鈹銅絲的總截面積，a_total為所述絞線束截面內全部彈性金屬絲的總截面積。
23、對彈性金屬絲線徑、絞合節距、絞線束外徑以及螺旋角進行參數化限定，并進一步限定鈹銅絲截面積占比范圍，使絞線式插針在尺寸受限條件下仍可獲得合適的彈性壓縮能力與接觸壓力分布：線徑與絞合參數的匹配有利于在插合壓緊時形成穩定的徑向回彈力，螺旋角與節距的控制有利于兼顧插入力與接觸穩定性，而鈹銅占比的限定有利于在導電性與彈性恢復之間取得平衡，從而提高多點接觸結構在強振動與高溫條件下的穩定導通能力。
24、本發明的有益效果如下：
25、（1）通過將插頭外殼與插座外殼采用無磁性不銹鋼材料制造，使連接器在靠近磁傳感、方位測量等敏感單元布置時，不易引入額外磁性干擾，從而有利于提高井下測量數據的準確性與一致性。
26、（2）通過在絕緣內件外表面與外殼內表面之間設置由長期使用溫度不低于200℃的耐高溫膠粘劑固化形成的膠粘劑固持層，使絕緣內件在長期高溫及熱循環條件下仍能保持與外殼的穩定固持關系，降低絕緣性能下降、端子定位松動以及固持失效等風險，從而提高高溫條件下的長期可靠性。
27、（3）通過采用可徑向彈性壓縮的絞線式插針結構，并使母端子接觸構件在插合過程中對插針外形施加徑向壓緊力，從而在插針外形周向不同位置形成多個分散的電接觸點；進一步地，接觸構件采用可轉動的套筒式接觸件并形成環形接觸面，可在插合過程中產生隨動轉動，有利于均化接觸壓力并減輕局部微動磨耗，從而提升強振動工況下的導通穩定性與信號傳輸可靠性。
28、（4）通過在插頭外殼與插座外殼的配合面設置配合螺紋孔，并利用第一緊固件在插頭連接器與插座連接器配對狀態下實現鎖緊，可有效限制二者在振動沖擊條件下的相對位移和/或相對轉動，降低連接器松動、接觸不穩及意外脫開的風險，從而提高連接器在井下強振動環境中的連接穩定性和長期使用可靠性。