防爆型電位傳送器 是一種專為 易燃易爆危險環境 設計的電位信號測量與傳輸設備,其核心功能是在確保自身不成為點火源的前提下,安全、可靠地完成電位信號的轉換和傳輸。以下從 設計原理、防爆核心技術、應用場景、選型要點 等方面詳細解析:
一、防爆核心原理:避免成為點火源
在易燃易爆環境中(如石油、化工、煤礦、天然氣等場所),空氣中可能存在可燃性氣體、蒸氣或粉塵,普通電氣設備若產生電火花或高溫,可能引發爆炸。防爆型電位傳送器通過 結構設計 和 電路優化,從根源上消除以下風險:
1. 限制能量釋放
1. 采用 本質安全型(Ex ia/ib) 設計:通過限流、限壓電路,確保設備在正常工作或故障狀態下產生的 電火花能量、熱效應能量 低于可燃性物質的最小點燃能量。
1. 例:電路中串聯限流電阻、并聯限壓二極管,將電壓 / 電流限制在安全閾值內(如 24V 供電時,電流限制在 30mA 以下)。
2. 隔爆型(Ex d) 結構:將可能產生火花的部件(如接線端子、電子元件)封裝在 高強度防爆外殼 內,外殼能承受內部爆炸壓力,并阻止爆炸向外部傳播。
2. 材料與工藝防爆
1. 外殼采用 鋁合金、不銹鋼等阻燃材料,表面做防靜電處理,避免摩擦產生靜電火花。
2. 密封設計防止可燃性氣體 / 粉塵進入設備內部,同時滿足防水、防塵要求(如 IP66 防護等級)。
二、關鍵技術特點
特性
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普通電位傳送器
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防爆型電位傳送器
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防爆認證
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無
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需通過權威防爆認證(如中國 Ex 認證、IECEx 認證)
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能量限制
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無特殊限制
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電路嚴格限流、限壓,能量低于可燃物質點燃閾值
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外殼結構
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普通塑料或金屬外殼
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隔爆外殼 / 本質安全電路 防爆外殼
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應用環境
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普通安全環境
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0 區 / 1 區(氣體防爆)、21 區 / 22 區(粉塵防爆)
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溫度等級
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無明確限制
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標注最高表面溫度(如 T4:≤135℃,T6:≤85℃)
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三、典型應用場景
防爆型電位傳送器主要用于以下 高風險環境:
1. 石油與天然氣行業
1. 場景:油井平臺、輸油管道、液化天然氣(LNG)儲罐區。
2. 作用:監測管道陰極保護電位(防止腐蝕)、儲罐液位對應的電位信號,確保易燃易爆環境下的數據安全傳輸,避免因設備故障引發爆炸。
2. 化工生產領域
1. 場景:反應釜、精餾塔、溶劑儲罐區(涉及氫氣、甲烷、乙醇等可燃氣體)。
2. 作用:測量壓力、溫度等參數對應的電位信號,如反應釜壓力傳送器實時監控壓力變化,通過防爆電路傳輸至 PLC 系統,實現自動控制和安全預警。
3. 煤礦與粉塵環境
1. 場景:礦井下瓦斯區域、面粉 / 煤粉加工車間(存在粉塵爆炸風險)。
2. 作用:監測設備接地電位(防止靜電積累)、環境濕度對應的電位信號,預防粉塵爆炸事故。
4. 制藥與食品行業
1. 場景:涉及有機溶劑(如乙醇、丙酮)的生產車間。
2. 作用:測量攪拌罐溫度、管道流量等參數,確保防爆要求下的生產安全。
四、防爆認證與選型要點
1. 選型關鍵參數
1. 防爆標志:如 Ex ia IIB T4 Gb(適用于 II 類 B 級氣體,溫度組別 T4)。
2. 測量范圍與精度:如壓力測量 0-10MPa,精度 ±0.2% FS。
3. 輸出信號:4-20mA 電流(抗干擾強)、RS485 數字信號(遠距離傳輸)。
4. 防護等級:如 IP67(防塵防水,適用于潮濕或戶外環境)。
5. 溫度組別:根據環境最高溫度選擇(如 T6 適用于高溫環境)。
五、安裝與維護注意事項
1. 安裝要求
1. 必須由具備防爆資質的人員操作,確保 接地可靠(防止靜電積累)。
2. 電纜引入需使用 防爆格蘭頭(密封接口,阻止氣體 / 粉塵進入),避免線纜破損或松動產生火花。
2. 定期維護
1. 檢查外殼是否有裂紋、腐蝕,密封件是否老化失效。
2. 測試電路的限流 / 限壓性能,確保能量始終低于安全閾值。
3. 避免在防爆外殼上鉆孔或修改結構,以免破壞防爆性能。
防爆型電位傳送器是易燃易爆場景下的關鍵安全設備,通過 本質安全設計 和 隔爆結構 雙重保障,實現了 “信號傳輸” 與 “防爆安全” 的平衡。選型時需嚴格匹配環境風險等級(氣體 / 粉塵、危險區域分區),并確保認證齊全、安裝規范,以杜絕爆炸隱患。
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