電磁流量計(jì)防爆型傳感器
在石油化工、化肥等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的流量測(cè)量和控制中，大量應(yīng)用能夠解決介質(zhì)腐蝕問(wèn)題的電磁流量計(jì)。但是，這些行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，多有爆炸性氣體和可
燃性液體揮發(fā)出來(lái)的蒸氣存在，所以，需要使用防爆型電磁流量汁。
關(guān)于防爆，應(yīng)清楚防爆的原理、方法與分類、標(biāo)準(zhǔn)，建立對(duì)防爆的初步認(rèn)識(shí)，了解防爆的基本知識(shí)。爆炸是在同時(shí)滿足三個(gè)條件下發(fā)生的：
a．現(xiàn)場(chǎng)存在易爆物質(zhì)，如易爆氣體；
b．現(xiàn)場(chǎng)存在氧氣；
c．現(xiàn)場(chǎng)存在易爆源，知足夠能量的電火花或足夠高的物體表面溫度。
顯然．消除三個(gè)條件中的任何一個(gè)，就能防爆。由于氧氣無(wú)處不在，難以控制。所以，控制易爆氣體和引爆源為兩個(gè)最常見(jiàn)的防爆原理，而在儀表行業(yè)還經(jīng)常
采用控制爆炸范圍的防爆原理。
人為地在危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)造一個(gè)沒(méi)有易爆氣體的空間，將儀表安裝在其中。典型代表為正壓型防爆方法Ex p。做法是將儀表安裝在一個(gè)密封的箱體內(nèi)，充滿潔凈空氣
或惰性氣體，并保持箱內(nèi)氣壓略大于箱外氣壓，易爆氣體不能進(jìn)入箱內(nèi)。用將正壓的氮?dú)獗４嬖趥鞲衅髅芊鈿んw內(nèi)，轉(zhuǎn)換器密封殼體上設(shè)計(jì)有充潔凈空氣或惰性體
的進(jìn)氣和排氣接頭的防爆方法，就是正壓型防爆原理的電磁流量計(jì)。
人為地將爆炸局限在一個(gè)有限的范圍內(nèi)，該范圍內(nèi)的爆炸不至于引起更大范圍的爆炸．，典犁代表如隔爆型防爆方法Ex d。工作原理是為儀表設(shè)計(jì)—個(gè)足夠堅(jiān)固
的外殼或?qū)x表及電器安置在一個(gè)足夠堅(jiān)固的殼體內(nèi)，嚴(yán)格的按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造和安裝所有的界面，使在機(jī)殼內(nèi)發(fā)生的爆炸不至于引發(fā)機(jī)殼外危險(xiǎn)性氣體的爆炸。
顯然，這是一種苛刻的防爆方法。不僅設(shè)計(jì)和制造的規(guī)范極其嚴(yán)格，而且安裝、接線和維修的操怍規(guī)程也非常嚴(yán)格，容不得一點(diǎn)差錯(cuò)。
人為地消除引爆源，既消除引爆的火花，又消除足以引爆的儀表表面溫升。典型代表為本質(zhì)安全防爆方法Exi。工作原理是利用安全柵．將提供給現(xiàn)場(chǎng)儀表的電能
量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆的火花．叉不能產(chǎn)生足以引爆儀表表面升溫的安全范圍內(nèi)。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60079 -1：1998和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3836.2 - 2000，當(dāng)安全柵
安全區(qū)…側(cè)所接設(shè)備發(fā)生任何故障（不超過(guò)250V電壓）時(shí)，本質(zhì)安全防爆方法能確保現(xiàn)場(chǎng)的防爆安壘。Ex ia級(jí)本質(zhì)安全設(shè)備在正常工作時(shí)，發(fā)生一個(gè)故障、發(fā)生兩個(gè)
故障時(shí)均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。本質(zhì)安全防爆方法確保對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行帶電拆裝、檢查和維修時(shí)的防爆安全。
顯而易見(jiàn)，本質(zhì)安全方法是最安全可靠的防爆方法。因此，被允許用在最危險(xiǎn)的場(chǎng)合 我國(guó)和世界大多數(shù)國(guó)家一樣，將存在有氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)或霧態(tài)爆炸性混合物
的危險(xiǎn)場(chǎng)所分成三個(gè)等級(jí)區(qū)域：
O區(qū)域( Zone 0)：在此區(qū)域內(nèi)，上述爆炸性混合物在正常工作時(shí)持續(xù)或長(zhǎng)期存在?；蛘哒f(shuō)每年存在lOOOh以上。
l區(qū)域( Zorre l)：在此區(qū)域內(nèi)，上述爆炸性混合物在正常工作時(shí)偶爾存在?；蛘哒f(shuō)每年存在lOh以上，但不會(huì)超過(guò)lOOOh。
2區(qū)域( Zone 2)：在此區(qū)域內(nèi)，上述爆炸性混合物極少存在且即使存在也是短時(shí)間的?；蛘哒f(shuō)每年只存在不到lOh。
依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，各等級(jí)危險(xiǎn)場(chǎng)合所適用的防爆方法如下：
O區(qū)域Exi8本質(zhì)安全型防爆方法GB 3836.4-2000
l區(qū)域適用丁O區(qū)域的防爆方法
Ex ib: 本質(zhì)安全型防爆方法GB 3836.4-2000
Exp： 正壓型防爆方法GB 3836.5-20(D
Ex d： 隔爆型防爆方法GB 3836.2-2000
Ex e： 增安型防爆方法CB 3836.3-2000
Ex m: 澆封型防爆方法GB 3836.9-2000
Exq： 克砂型防爆方法GB 3836.7-2000
Ex。： 充油型防爆方法 GB 3836,6-2000
2區(qū)域 適用于O區(qū)域和1 區(qū)域的防爆方法
Ex。無(wú)火花型防爆方法 GB 3836.8-2000
可以看出，允許選用何種防爆方法完全取決于儀表被安裝在哪個(gè)等級(jí)的危險(xiǎn)場(chǎng)合下。本質(zhì)安全型防爆方法被允許用在任何危險(xiǎn)場(chǎng)合。
根據(jù)可能引爆的最小火花能量，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將爆炸性氣體分為四個(gè)危險(xiǎn)等級(jí)，見(jiàn)表3-7所示。
上表可見(jiàn)，常用爆炸性氣體中的絕大多數(shù)屬T4以上組別。T5和T6只有3例。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在防爆型儀表的銘牌和樣本或產(chǎn)品說(shuō)明書中必須標(biāo)注防爆標(biāo)志。了解上述防爆基本知識(shí)的實(shí)用意義在于識(shí)別儀表的防爆標(biāo)志，從而對(duì)儀表的可安裝區(qū)域和可涉及的爆
炸性氣體一目了然，例如：Ex iaⅡC T6，它的防爆標(biāo)志含義如下：
電磁流量計(jì)不同于其他二線制變送器，它是由傳感器和轉(zhuǎn)換器組合而成。轉(zhuǎn)換器要向傳感器的勵(lì)磁線圈提供較大的勵(lì)磁電流，往往超過(guò)防爆標(biāo)準(zhǔn)限定的回路電流和上限
電壓，轉(zhuǎn)換器電路中不可避免地存在較大容量的儲(chǔ)能元件電容，傳感器的勵(lì)磁線圈又是一個(gè)大的儲(chǔ)能元件電感，這些都給本質(zhì)安全防爆的電磁流量計(jì)防爆設(shè)計(jì)和制造增加
了難度。近年來(lái)新開發(fā)的低功耗二線制電磁流量計(jì)比較容易做成本質(zhì)安全型防爆產(chǎn)品。
在電磁流量計(jì)防爆產(chǎn)品中+有上面所述的按正壓型防爆方法Ilx D的防爆產(chǎn)品，有符合隔爆型防爆方法Ex d標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換器殼體和隔爆型傳感器殼體，以及充砂、澆封型傳感
器的防爆類型。更多的則是把轉(zhuǎn)換器安裝在沒(méi)有能夠引起爆炸氣體和物質(zhì)的安全區(qū)域，通過(guò)安全防爆柵隔離，與安裝在易爆區(qū)域的傳感器連接起來(lái)（見(jiàn)圖3 - 41）。由于安
全柵的限能，限制了送往危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓，讓齊納管兩端的電壓始終保持在安全電壓以下；電阻R用于限制電流，適當(dāng)選擇電阻值可將回路
電流限制在安全限流值以內(nèi)；保險(xiǎn)絲F的作用是防止齊納營(yíng)長(zhǎng)期流過(guò)的大電流被燒斷而導(dǎo)致回路限壓失敗。為確保回路限壓安全，保險(xiǎn)絲必須選用高速熔斷型，其熔斷速度
比齊納管擊穿快10倍。如圖3- 41所示，電路采用三個(gè)齊納管冗余并聯(lián)，能夠確保安全柵的正常工作，若有一個(gè)故障或兩個(gè)故障時(shí)輸出電能量均能可靠限制在安全參數(shù)規(guī)定
的范圍內(nèi)，從而滿足a級(jí)本質(zhì)安全的要求。
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