電磁流量計防爆型傳感器
在石油化工、化肥等工業(yè)生產(chǎn)過程的流量測量和控制中，大量應用能夠解決介質(zhì)腐蝕問題的電磁流量計。但是，這些行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場，多有爆炸性氣體和可
燃性液體揮發(fā)出來的蒸氣存在，所以，需要使用防爆型電磁流量汁。
關于防爆，應清楚防爆的原理、方法與分類、標準，建立對防爆的初步認識，了解防爆的基本知識。爆炸是在同時滿足三個條件下發(fā)生的：
a．現(xiàn)場存在易爆物質(zhì)，如易爆氣體；
b．現(xiàn)場存在氧氣；
c．現(xiàn)場存在易爆源，知足夠能量的電火花或足夠高的物體表面溫度。
顯然．消除三個條件中的任何一個，就能防爆。由于氧氣無處不在，難以控制。所以，控制易爆氣體和引爆源為兩個最常見的防爆原理，而在儀表行業(yè)還經(jīng)常
采用控制爆炸范圍的防爆原理。
人為地在危險現(xiàn)場營造一個沒有易爆氣體的空間，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，易爆氣體不能進入箱內(nèi)。用將正壓的氮氣保存在傳感器密封殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)換器密封殼體上設計有充潔凈空氣或惰性體
的進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。
人為地將爆炸局限在一個有限的范圍內(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計—個足夠堅固
的外殼或?qū)x表及電器安置在一個足夠堅固的殼體內(nèi)，嚴格的按標準設計、制造和安裝所有的界面，使在機殼內(nèi)發(fā)生的爆炸不至于引發(fā)機殼外危險性氣體的爆炸。
顯然，這是一種苛刻的防爆方法。不僅設計和制造的規(guī)范極其嚴格，而且安裝、接線和維修的操怍規(guī)程也非常嚴格，容不得一點差錯。
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)。按照國際標準IEC60079 -1：1998和國家標準GB3836.2 - 2000，當安全柵
安全區(qū)…側(cè)所接設備發(fā)生任何故障（不超過250V電壓）時，本質(zhì)安全防爆方法能確保現(xiàn)場的防爆安壘。Ex ia級本質(zhì)安全設備在正常工作時，發(fā)生一個故障、發(fā)生兩個
故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物。本質(zhì)安全防爆方法確保對現(xiàn)場儀表進行帶電拆裝、檢查和維修時的防爆安全。
顯而易見，本質(zhì)安全方法是最安全可靠的防爆方法。因此，被允許用在最危險的場合 我國和世界大多數(shù)國家一樣，將存在有氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)或霧態(tài)爆炸性混合物
的危險場所分成三個等級區(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持續(xù)或長期存在。或者說每年存在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偶爾存在。或者說每年存在lOh以上，但不會超過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間的。或者說每年只存在不到lOh。
依照國家標準規(guī)范，各等級危險場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等級的危險場合下。本質(zhì)安全型防爆方法被允許用在任何危險場合。
根據(jù)可能引爆的最小火花能量，國家標準將爆炸性氣體分為四個危險等級，見表3-7所示。
上表可見，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。
標準規(guī)定在防爆型儀表的銘牌和樣本或產(chǎn)品說明書中必須標注防爆標志。了解上述防爆基本知識的實用意義在于識別儀表的防爆標志，從而對儀表的可安裝區(qū)域和可涉及的爆
炸性氣體一目了然，例如：Ex iaⅡC T6，它的防爆標志含義如下：
電磁流量計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磁線圈提供較大的勵磁電流，往往超過防爆標準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能元件電容，傳感器的勵磁線圈又是一個大的儲能元件電感，這些都給本質(zhì)安全防爆的電磁流量計防爆設計和制造增加
了難度。近年來新開發(fā)的低功耗二線制電磁流量計比較容易做成本質(zhì)安全型防爆產(chǎn)品。
在電磁流量計防爆產(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標準的轉(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)換器安裝在沒有能夠引起爆炸氣體和物質(zhì)的安全區(qū)域，通過安全防爆柵隔離，與安裝在易爆區(qū)域的傳感器連接起來（見圖3 - 41）。由于安
全柵的限能，限制了送往危險現(xiàn)場的電壓和電流。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，適當選擇電阻值可將回路
電流限制在安全限流值以內(nèi)；保險絲F的作用是防止齊納營長期流過的大電流被燒斷而導致回路限壓失敗。為確保回路限壓安全，保險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，電路采用三個齊納管冗余并聯(lián)，能夠確保安全柵的正常工作，若有一個故障或兩個故障時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級本質(zhì)安全的要求。
 |
