防爆型電位傳送器是一種專為易燃易爆危險(xiǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的電位信號(hào)測(cè)量與傳輸設(shè)備,其核心功能是在確保自身不成為點(diǎn)火源的前提下,、可靠地完成電位信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸。以下從設(shè)計(jì)原理、防爆核心技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景、選型要點(diǎn)等方面詳細(xì)解析:
一、防爆核心原理:避免成為點(diǎn)火源在易燃易爆環(huán)境中(如石油、化工、煤礦、天然氣等場(chǎng)所),空氣中可能存在可燃性氣體、蒸氣或粉塵,普通電氣設(shè)備若產(chǎn)生電火花或高溫,可能引發(fā)爆炸。防爆型電位傳送器通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電路優(yōu)化,從根源上消除以下風(fēng)險(xiǎn):
1.限制能量釋放
1.采用本質(zhì)型(Ex ia/ib)設(shè)計(jì):通過(guò)限流、限壓電路,確保設(shè)備在正常工作或故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花能量、熱效應(yīng)能量低于可燃性物質(zhì)的小點(diǎn)燃能量。
1.例:電路中串聯(lián)限流電阻、并聯(lián)限壓二極管,將電壓 / 電流限制在閾值內(nèi)(如 24V 供電時(shí),電流限制在 30mA 以下)。
2.隔爆型(Ex d)結(jié)構(gòu):將可能產(chǎn)生火花的部件(如接線端子、電子元件)封裝在高強(qiáng)度防爆外殼內(nèi),外殼能承受內(nèi)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(chǎn)生靜電火花。
2.密封設(shè)計(jì)防止可燃性氣體 / 粉塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,同時(shí)滿足防水、防塵要求(如 IP66 防護(hù)等級(jí))。
二、關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)特性
普通電位傳送器
防爆型電位傳送器
防爆認(rèn)證
無(wú)
需通過(guò)防爆認(rèn)證(如中國(guó) Ex 認(rèn)證、IECEx 認(rèn)證)
能量限制
無(wú)特殊限制
電路嚴(yán)格限流、限壓,能量低于可燃物質(zhì)點(diǎn)燃閾值
外殼結(jié)構(gòu)
普通塑料或金屬外殼
隔爆外殼 / 本質(zhì)電路 + 防爆外殼
應(yīng)用環(huán)境
普通環(huán)境
0 區(qū) / 1 區(qū)(氣體防爆)、21 區(qū) / 22 區(qū)(粉塵防爆)
溫度等級(jí)
無(wú)明確限制
標(biāo)注表面溫度(如 T4:≤135℃,T6:≤85℃)
三、典型應(yīng)用場(chǎng)景防爆型電位傳送器主要用于以下高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境:
1.石油與天然氣行業(yè)
1.場(chǎng)景:油井平臺(tái)、輸油管道、液化天然氣(LNG)儲(chǔ)罐區(qū)。
2.作用:監(jiān)測(cè)管道陰極保護(hù)電位(防止腐蝕)、儲(chǔ)罐液位對(duì)應(yīng)的電位信號(hào),確保易燃易爆環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸,避免因設(shè)備故障引發(fā)爆炸。
2.化工生產(chǎn)領(lǐng)域
1.場(chǎng)景:反應(yīng)釜、精餾塔、溶劑儲(chǔ)罐區(qū)(涉及氫氣、甲烷、乙醇等可燃?xì)怏w)。
2.作用:測(cè)量壓力、溫度等參數(shù)對(duì)應(yīng)的電位信號(hào),如反應(yīng)釜壓力傳送器實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力變化,通過(guò)防爆電路傳輸至 PLC 系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和預(yù)警。
3.煤礦與粉塵環(huán)境
1.場(chǎng)景:礦井下瓦斯區(qū)域、面粉 / 煤粉加工車間(存在粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn))。
2.作用:監(jiān)測(cè)設(shè)備接地電位(防止靜電積累)、環(huán)境濕度對(duì)應(yīng)的電位信號(hào),預(yù)防粉塵爆炸事故。
4.制藥與食品行業(yè)
1.場(chǎng)景:涉及有機(jī)溶劑(如乙醇、丙酮)的生產(chǎn)車間。
2.作用:測(cè)量攪拌罐溫度、管道流量等參數(shù),確保防爆要求下的生產(chǎn)。
四、防爆認(rèn)證與選型要點(diǎn)1.選型關(guān)鍵參數(shù)
1.防爆標(biāo)志:如 Ex ia IIB T4 Gb(適用于 II 類 B 級(jí)氣體,溫度組別 T4)。
2.測(cè)量范圍與精度:如壓力測(cè)量 0-10MPa,精度 ±0.2% FS。
3.輸出信號(hào):4-20mA 電流(抗干擾強(qiáng))、RS485 數(shù)字信號(hào)(遠(yuǎn)距離傳輸)。
4.防護(hù)等級(jí):如 IP67(防塵防水,適用于潮濕或戶外環(huán)境)。
5.溫度組別:根據(jù)環(huán)境溫度選擇(如 T6 適用于高溫環(huán)境)。
五、安裝與維護(hù)注意事項(xiàng)1.安裝要求
1.必須由具備防爆資質(zhì)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(jìn)入),避免線纜破損或松動(dòng)產(chǎn)生火花。
2.定期維護(hù)
1.檢查外殼是否有裂紋、腐蝕,密封件是否老化失效。
2.測(cè)試電路的限流 / 限壓性能,確保能量始終低于閾值。
3.避免在防爆外殼上鉆孔或修改結(jié)構(gòu),以免破壞防爆性能。
防爆型電位傳送器是易燃易爆場(chǎng)景下的關(guān)鍵設(shè)備,通過(guò)本質(zhì)設(shè)計(jì)和隔爆結(jié)構(gòu)雙重保障,實(shí)現(xiàn)了 “信號(hào)傳輸” 與 “防爆” 的平衡。選型時(shí)需嚴(yán)格匹配環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(氣體 / 粉塵、危險(xiǎn)區(qū)域分區(qū)),并確保認(rèn)證齊全、安裝規(guī)范,以杜絕爆炸隱患。