本安防爆技術(shù)在稱重顯示器中的應(yīng)用

一、本質(zhì)安全電路的概念 

在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件 （ 包括正常工作和規(guī)定的故障條件 ） 下產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路。

二、本安設(shè)備的等級(jí)

本質(zhì)安全設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備的本質(zhì)安全部分應(yīng)分為“ia”或“ib”等級(jí)。

“ia”等級(jí)：當(dāng)施加 Um（ 施加到關(guān)聯(lián)設(shè)備非本安連接裝置上，而不會(huì)使本安性能失效的最高電壓 ） 或 Ui （ 施加到本質(zhì)安全電路連接裝置上，而不會(huì)使本安性能失效的最高電壓 ） 之后,在下列每一種情況下,“ia”等級(jí)電氣設(shè)備中的本質(zhì)安全電路不能引起點(diǎn)燃：

a)正常工作和施加產(chǎn)生最不利條件的非計(jì)數(shù)故障 

b)正常工作和施加一個(gè)計(jì)數(shù)故障加上產(chǎn)生最不利條件的非計(jì)數(shù)故障

c)正常工作和施加二個(gè)計(jì)數(shù)故障加上產(chǎn)生最不利條件的非計(jì)數(shù)故障

“ib”等級(jí)：當(dāng)施加 Um或Ui 之后，在下列每一種情況下，“ib”等級(jí)電氣設(shè)備中的本質(zhì)安全電路不能引起點(diǎn)燃：

a)正常工作和施加產(chǎn)生最不利條件的非計(jì)數(shù)故障

b)正常工作和施加一個(gè)計(jì)數(shù)故障加上產(chǎn)生最不利條件的非計(jì)數(shù)故障

三、本安技術(shù)的特征 

本安技術(shù)是一種以抑制點(diǎn)火源能量為防爆手段的“安全設(shè)計(jì)”技術(shù)。要求設(shè)備在正常工作和故障狀態(tài)下可能產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)分別小于爆炸性危險(xiǎn)氣體的最小點(diǎn)燃能量和自燃溫度。 

本安技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)，因此它能很好地適用于工業(yè)自動(dòng)化過程儀表。

四、本安技術(shù)設(shè)計(jì) 

1、限制電壓

一般均采用兩只并聯(lián)的齊納二極管來實(shí)現(xiàn) （ 雙重化 ）。

電路的限壓值為齊納二極管的齊納擊穿值 x最大誤差，例如用兩只 1N5339B 構(gòu)成的限壓電路的限壓值應(yīng)考慮為 5.6V×1.05=5.88V。

兩只齊納二極管在電路中應(yīng)分別可測(cè)（ 印制板上加橋接測(cè)試點(diǎn) ），測(cè)試完畢后將齊納二極管接入電路 （ 焊上測(cè)試點(diǎn) ），測(cè)試紀(jì)錄應(yīng)保存十年備查。

齊納二極管處的走線為保證可靠連接最好采用左下圖的方式，如果走線寬度達(dá) 2mm 也可以采用圖 1 的方式。①②③④各部分之間的間距應(yīng)保證＞=2mm（ 根據(jù)電壓值確定 ）。特別要注意的是齊納二極管的下面不能走線以防與走線短路。

齊納二極管同樣應(yīng)在 2/3 額定值以下工作，并具有合適的散熱面積。

2、限制電流

有三種限流電路可供選擇：

a ） 電阻限流 

電路限流值為 Umax/Rmin，電壓取最大值，電阻必須考慮制造公差，取最小值。

對(duì)限流電阻的要求應(yīng)符合 EN50020/8.4 節(jié)。

電阻類型為薄膜型或繞線型 （ 在斷線時(shí)應(yīng)能防止繞線松脫 ） 或者是符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的澆封或涂覆下的印制電阻器。

限流電阻應(yīng)工作在額定值 2/3 之下，即能承受1.5 倍額定電壓，承受 1.5 倍額定功率。

電阻限流的方式電路實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，概念清楚，不會(huì)有歧義。缺點(diǎn)是大電流時(shí)電路的壓降較大，對(duì)使用電池供電的設(shè)備而言比較難以接受。

b） 保險(xiǎn)絲限流 

當(dāng)采用保險(xiǎn)絲來限流時(shí)，限流值應(yīng)考慮為保險(xiǎn)絲額定值的 1.7 倍，即 1.7xIn.。同時(shí)對(duì)保險(xiǎn)絲有以下要求：

額定電壓應(yīng)大于 Um或Ui

保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中預(yù)期的最大電流( 對(duì)供電電網(wǎng)不大于 250Vac 的系統(tǒng)來說，預(yù)期電流應(yīng)認(rèn)為不大于 1500A ）

使用在危險(xiǎn)區(qū)域的保險(xiǎn)絲必須是密封的

保險(xiǎn)絲的電阻應(yīng)加以考慮，尤其是在低壓電路中。一般而言保險(xiǎn)絲是正溫度系數(shù)元件，隨著溫度的升高電阻值會(huì)增大，壓降也會(huì)變大

可以采用限流電路將預(yù)期電流限制到保險(xiǎn)絲額定分?jǐn)嗄芰χ拢撓蘖麟娐分械南蘖髟骷?yīng)是可靠元器件，且器件的額定值應(yīng)不小于：

電流額定值≥1.5x1.7xIn

電壓額定值≥Um或Ui

功率額定值≥1.5x(1.7xIn) 2 x 該限流器件的電阻值

用于限流電路的保險(xiǎn)絲，只允許打開外殼進(jìn)行更換；保險(xiǎn)絲的型號(hào)，額定電流值等對(duì)本安性能起重要作用的特性指標(biāo)應(yīng)顯著地標(biāo)志在保險(xiǎn)絲的附近

保險(xiǎn)絲限流電路的實(shí)現(xiàn)同樣比較簡(jiǎn)單，電路的壓降也比較小，但是對(duì)保險(xiǎn)絲本身的要求較高，用于危險(xiǎn)區(qū)域的限流保險(xiǎn)絲的價(jià)格也比較高。另外燒保險(xiǎn)絲的問題也是比較困擾的一個(gè)問題。

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