安全栅的分类和原理

    安全栅是基于齐纳二极管反向击穿的性能而工作的。齐纳安全栅由电压限制回路、电流限制回路和保险丝等组成，电压限制回路的作用，是将安全回路侧电压限制在额定工作电压下。

 

    在电源电压V1等于齐纳安全栅额定工作电压时，齐纳二极管DW1和DW2均不导通，此时安全火花回路侧电压V2等于现场仪表所需供电电压。当电源电压V1超过额定工作电压时，齐纳二极管DW1先被击穿而导通，因此安全火花回路侧电压V2仍保持不变。

 

    当V1升高到等于最大安全保持额定电压时，流过DW1和DW2中的电流将造成齐纳二极管发热和烧坏时，保险丝RD熔断，而将电源切断，达到对安全火花回路侧进行保护的目的。

 

    保险丝熔断时间Tf和齐纳二极管熔断时间TZ，应满足10Tf＜TZ的要求。在齐纳安全栅中，由于采用了厚膜快速熔断保险丝，使得非安全火花回路侧电压V1的最大安全保持额定电压为340VDC。

 

    电流限制回路的作用，是将安全火花回路侧的电流限制在35mADC以下。对于与变送器配套的齐纳安全栅，在变送器输出电流为4~20mADC范围内，安全栅对变送器的工作没有影响。但在变送器发生事故，譬如短路时，则限流回路将安全火花回路侧的电流限制在此35mADC以下。

 

    隔离式安全栅

 

    应用概述

 

    工业现场一般需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，大大提高了系统运行的可靠性。

 

    工作原理

 

    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4-20mADC信号隔离后再输出4-20mADC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。

 

    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。