防爆型電位傳送器是一種專為易燃易爆危險環(huán)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,、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(huán)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(fā)爆炸。防爆型電位傳送器通過結構設計和電路優(yōu)化,從根源上消除以下風險:
1.限制能量釋放
1.采用本質型(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(tài)下產生的電火花能量、熱效應能量低于可燃性物質的小點燃能量。
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
普通電位傳送器
防爆型電位傳送器
防爆認證
無
需通過防爆認證(如中國 Ex 認證、IECEx 認證)
能量限制
無特殊限制
電路嚴格限流、限壓,能量低于可燃物質點燃閾值
外殼結構
普通塑料或金屬外殼
隔爆外殼 / 本質電路 + 防爆外殼
應用環(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
無明確限制
標注表面溫度(如 T4:≤135℃,T6:≤85℃)
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(huán)境:
1.石油與天然氣行業(yè)
1.場景:油井平臺、輸油管道、液化天然氣(LNG)儲罐區(qū)。
2.作用:監(jiān)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(huán)境下的數據傳輸,避免因設備故障引發(fā)爆炸。
2.化工生產領域
1.場景:反應釜、精餾塔、溶劑儲罐區(qū)(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(jiān)控壓力變化,通過防爆電路傳輸至 PLC 系統(tǒng),實現自動控制和預警。
3.煤礦與粉塵環(huán)境
1.場景:礦井下瓦斯區(qū)域、面粉 / 煤粉加工車間(存在粉塵爆炸風險)。
2.作用:監(jiān)測設備接地電位(防止靜電積累)、環(huán)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(yè)
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。
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(huán)境)。
5.溫度組別:根據環(huán)境溫度選擇(如 T6 適用于高溫環(huán)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設備,通過本質設計和隔爆結構雙重保障,實現了 “信號傳輸” 與 “防爆” 的平衡。選型時需嚴格匹配環(huán)境風險等級(氣體 / 粉塵、危險區(qū)域分區(qū)),并確保認證齊全、安裝規(guī)范,以杜絕爆炸隱患。