工作原理 1. 齐纳式安全栅 齐纳安全栅原理示意图，它的原理简单、电路实现容易，价格低,但因由 于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到特别大的影响，并限制了其应用场景范围， 其原因见下： 1．安装的地方必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳式安全栅的接地电阻 必须小 1Ω，否则便失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在 实际工程应用中很难保证。 2．要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地 端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地,直接降低信号抗干扰 能力，影响系统稳定性. 3．齐纳式安全栅对电源影响较大,同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全 栅的损坏。 2. 隔离式安全栅 安全栅的基本功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所,及限制送往 危险场所的电压和电流. 齐纳管Z用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时,齐纳管导通，使齐 纳管两端的电压从始至终保持在安全限压值以下.电阻R用于限制电流.当电压被限 制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下. 与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外，还带有电 流隔离的功能。隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部 分组成，基本功能电路如图2所示。回路限能单元为安全栅的核心部分.此外， 辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路.信号 处理单元则根据安全栅的功能要求进行信号处理。 工业现场通常要采用两线制传输方式的配电器，既要为诸如压力变送器等 一次仪表提供24V 配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运 算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其 它仪表使用。但一些特殊的工业现场不但需要两线制传输，既提供配电电源又有 信号隔离功能,同时还需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止电源高压与 信号之间的混触，利用电流、电压双重化限制回路,把进入危险场所的能量限制 在安全定额以下的具有特殊功能的配电器-安全栅。 隔离式安全栅，基本有检测端安全栅和操作端安全栅两种类型.检测端安全 栅与两线制变送器配套使用；操作端安全栅与电气转换器或电气阀门配套使用。 也有信号输入等类型隔离式安全栅。 由于隔离式安全栅采用了限压、限流、隔离等措施，不仅能防止危险能量从 本安端子进入危险现场，提高系统的本安防爆性能，而且还增加了系统的抗干扰 能力，大幅度的提升了系统运行的可靠性。 24VDC 电源经DC—AC—DC 变换后，输出 模块电路所需要的多种电压。 检测端隔离式安全栅的原理是:模块电路将通过本安能量限制电路输入的电 流或电压信号转变为 0。2—1VDC 后，送入模块内进行采集、放大、运算和进行 抗干扰处理后,再经变压器调制成输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪 表或其它仪表使用.模块还需输出一个隔离的 18。5∽28。5VDC 电压，通过本安 能量限制电路做为供给两线制变送器的工作电压。本安能量限制电路能限制大电 流或高电压的危险信号窜入危险现场。 操作端隔离式安全栅的原理是:将调节器或操作器输出的 4—20mA DC 信号隔 离后再输出 4—20mA DC 的信号,通过本安能量限制电路供给电气转换器或现场 的电气阀门定位器使用。 安全栅前后图

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