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防爆位移传感器知识合集

这个页面把防爆位移传感器相关的知识集中在一起:危险区域怎么划、Ex 标志每一段什么意思、本安与隔爆各解决什么问题、本安回路怎么配、粉尘环境有什么不同、现场怎么判断失爆。按主题分节,选型或排查时可以直接对着看。

防爆位移传感器和普通位移传感器差在哪

普通位移传感器装到有可燃气体或可燃粉尘的车间,麻烦不在测不准,而在它本身可能变成点火源。电路通断时的微小火花、线圈长期工作后的表面温度、外壳磕碰产生的摩擦火花,都有可能点燃周围介质。

防爆位移传感器做的不是「加固」,而是把点火可能性压到标准允许的范围里。落地的做法只有三条:限制电路能量、把带电部件封在能承受内部爆炸的外壳里、控制表面温度不超过介质的点燃温度。

现场一个很常见的误会,是以为传感器本体选了本安型就完事。本安是整条回路的事——传感器、电缆、安全栅、接收端要一起满足参数要求,回路里随便塞一个普通继电器进去,本安就不成立了。

危险区域怎么划:气体 0/1/2 区,粉尘 20/21/22 区

区域划分看的是爆炸性介质出现的频率和持续时间,跟车间面积大小没关系。气体环境和粉尘环境各有一套编号,两套不能混着用。

区域 介质出现情况 典型场合 设备最低保护级别
0 区 连续或长期存在 密闭容器内部、罐内气相空间 Ga
1 区 正常运行时可能偶尔出现 泵、阀、法兰密封附近 Gb
2 区 正常运行时基本不出现,短时存在 通风良好的厂房外围 Gc
20 区 粉尘云连续或长期存在 料仓内部、除尘器内部 Da
21 区 正常运行时可能偶尔出现粉尘云 落料口、包装口附近 Db
22 区 短时出现粉尘云,或存在粉尘层堆积 车间地面、设备顶部 Dc

容易被漏掉的是粉尘区。客户一句「我们车间有粉尘」对应 21 区还是 22 区,取决于粉尘层的厚度和清扫频率,这个判断得落到现场看,看图纸定不下来。

防爆型式有哪些,位移传感器常用哪几种

型式标志解决的是「用什么办法阻止点火」,办法不同,适用的场所和安装条件也不同。

标志 型式 原理 位移传感器能不能用
Ex i 本安型 限制电路能量,让火花和热效应都达不到点燃条件 主流方案,拉绳、拉杆、滑块、磁致伸缩都有本安型号
Ex d 隔爆型 外壳能承受内部爆炸,并阻止火焰传到壳外 少见于传感器本体,壳体笨重且隔爆面有安装要求
Ex e 增安型 加大绝缘和温升裕度,正常与故障时都不产生火花 不适用于带滑动或转动部件的结构
Ex m 浇封型 用树脂把带电部分整体封住 见于小体积产品,维修性差
Ex p 正压型 壳内充保护气体并维持正压,阻止外部介质进入 用于控制柜、分析小屋,不用于传感器本体

位移传感器的信号功率小,走本安一般是省事的路径:本体不用做厚重壳体,布线也不复杂,代价是要配安全栅、回路长度受电缆参数限制。

防爆标志怎么读:Ex ia IIC T6 Ga 拆成五段

拿 Ex ia IIC T6 Ga 举例,从左到右五段各有含义,少读一段就可能把设备用到不允许的场所。

  • Ex:防爆标志的起始符,说明这个设备按防爆标准设计和检验。
  • ia:本安型的保护等级。ia 允许在 0 区使用,ib 适用到 1 区,ic 用于 2 区。
  • IIC:气体分组,IIC 覆盖氢气、乙炔这一类,是要求最高的一组。
  • T6:温度组别,代表设备最高表面温度不超过 85 摄氏度。
  • Ga:设备保护级别,气体环境用 Ga/Gb/Gc,粉尘环境用 Da/Db/Dc。
温度组别 最高表面温度 温度组别 最高表面温度
T1 450 摄氏度 T4 135 摄氏度
T2 300 摄氏度 T5 100 摄氏度
T3 200 摄氏度 T6 85 摄氏度
气体分组 代表性气体
IIA 甲烷、丙烷、多数常见溶剂蒸气
IIB 乙烯、焦炉煤气
IIC 氢气、乙炔、二硫化碳

T6 不是「比 T4 好」。它表示允许的表面温度更低、制造要求更严,选哪一档要由介质的点燃温度反推:介质点燃温度只有 90 摄氏度,T6 的 85 摄氏度才刚够用;介质点燃温度 200 摄氏度,T4 就够了。现场温度本来就高的车间硬上 T6,可选的型号会少很多,成本也跟着上去。

设备保护级别和区域怎么对应

区域是场所提出的要求,保护级别是设备给出的能力,两边要匹配上。0 区只能用 Ga,1 区可以用 Ga 或 Gb,2 区 Ga、Gb、Gc 都能用;粉尘环境同理,20 区用 Da,21 区用 Da 或 Db,22 区三者都可用。

选型时不要只看区域数字。同样的 1 区,靠近法兰密封的位置和厂房边缘,实际风险和检修条件差别很大,图纸给出的区域等级只是底线。

本安回路怎么配:安全栅、参数匹配、电缆与接地

本安回路是一条完整的链:现场的本安设备(传感器)到安全栅(关联设备),再进控制系统。链条上任何一环不符合要求,整个回路就不是本安。

参数匹配看两组数字:安全栅的输出参数 Uo、Io、Po,与传感器的输入参数 Ui、Ii、Pi,要求 Uo 不超过 Ui、Io 不超过 Ii、Po 不超过 Pi。涉及电感和电容的场合还要看允许的分布参数,回路允许的电容要不小于电缆电容与传感器内部电容之和,允许的电感同理。

电缆本身是有电气参数的。线间电容和电感随长度增长,两根普通电缆换成更长的规格,本安参数就可能不成立。所以本安回路的可用长度不是一个固定米数,截面积、屏蔽形式、线间电容不同,结果差很多。

接地按单点接法做,屏蔽层只在安全栅那一侧接。两端都接地会形成地电位差,屏蔽层上跑起电流,干扰反而比不接还大。

粉尘爆炸性环境有什么不一样

粉尘环境最麻烦的是积尘。设备顶部积一层粉,散热路径被挡住,表面温度会往上走;粉尘层自身的引燃温度又比粉尘云的引燃温度低,这两个数都要看,而且粉尘层还要按厚度做修正。

粉尘的标志用罗马数字三档:IIIB 是非导电性粉尘,IIIC 是导电性粉尘,比如金属粉和炭黑,IIIA 是飞絮。导电性粉尘一旦进到接线腔,可能直接造成短路,对外壳和进线口的密封要求更高。

判断粉尘环境能不能用,落到两件事上:外壳最高表面温度要低于粉尘云和粉尘层的引燃温度;进入外壳的粉尘不能影响内部绝缘和活动部件。

选型怎么走:五步定下来

  1. 定区域和保护级别。先确认是气体的 0、1、2 区还是粉尘的 20、21、22 区,再定需要 Ga 还是 Gb 一级。
  2. 定防爆型式。位移传感器多数走本安,要确认现场能接受安全栅、能接受本安供电的布线方式。
  3. 定量程与输出。模拟量接线简单,总线输出抗干扰强;量程按实际行程加一到两成余量。
  4. 定温度组别。按介质点燃温度反推需要的 T 级别,同时核对现场环境温度是否超出传感器的工作范围。
  5. 定安装与认证。安装形式、防护等级、防爆合格证上的型号与标志要和订单对得上,避免到货才发现标志对不上区域。

安装与检修:失爆大多出在这几个地方

现场真正出问题的,多数不是设备本身坏了,而是使用环节没守住。常见的有这几类:

  • 本安回路里混进了非本安设备,比如普通继电器、非本安电源,或者把安全栅短接掉。
  • 电缆中途加了接线端子或换了规格,本安参数和绝缘水平都变了。
  • 外壳打开后密封圈没装回、隔爆面被磕伤、紧固螺栓少装,这类属于典型的失爆。
  • 进线口没做封堵,或者用湿布、高压水枪直接冲洗,水汽进到壳体里。
  • 更换传感器时只对了型号没对标志,新件的温度组别或保护级别比原件低。

检修前先确认该区域的作业许可,不能带电开盖;拆下的密封件要成对更换,不要只换一半;装回后逐项确认密封、紧固、封堵三件事。

认证与铭牌要看什么

防爆合格证上要看四样:产品型号、防爆标志、证书有效期、发证机构。现场检查时一般会从铭牌上的防爆标志开始核对,它要与设备实际使用的区域对得上,这一项对不上,后面的验收都无从谈起。

配套出口设备时,可能还要看目的地市场的认证要求。国内防爆电气产品实行强制性产品认证管理,列入目录范围内的需要取证,具体是否在目录内,以认证机构的判断为准。

常见问题

防爆位移传感器一定要配安全栅吗

本安型要配。安全栅的作用是把进入危险区的能量限制在安全值以内,没有它,传感器端的电压电流就没有限制。隔爆型本身靠外壳防爆,不依赖安全栅,但它的信号进控制室之前,通常还要考虑隔离。

本安型能用在 0 区吗

看保护等级。ia 等级经过两个独立故障的考核,可以用到 0 区;ib 只经过一个故障的考核,只能用到 1 区;ic 用于 2 区。三个等级的外观差别不大,标志上的字母不一样,核对时别只看「本安」两个字。

隔爆型和本安型怎么选

隔爆适合功率大、体积不受限制、需要就地操作的场合。位移传感器信号功率小,走本安可以省掉厚重壳体,布线也更省事。只有当现场没有合适的本安供电条件、或者产品本身只有隔爆型号时,才优先考虑隔爆。

防爆标志里 T6 是不是比 T4 级别高

不是高低关系,是两个不同的适用条件。T6 允许的表面温度最低,是 85 摄氏度;T4 是 135 摄氏度。该用哪一档,由介质的点燃温度决定,不看哪个数字大。

粉尘环境要选哪种防爆型式

粉尘用 III 类标志,再看 IIIA、IIIB、IIIC 三档。导电性粉尘要按 IIIC 处理,对外壳和进线口的密封要求更高。判定时要同时看外壳温度与粉尘云、粉尘层的引燃温度。

本安回路的电缆能拉多长

没有固定米数。可用长度由回路允许的分布电容、分布电感和电缆的线间参数共同决定,跟截面积、屏蔽形式都有关。同样一根线,屏蔽层接法不同,允许长度就不一样,算过再定。

传感器坏了能换别的型号吗

同一区域内可以换,但要重新核对防爆标志和本安参数,也就是安全栅的输出参数与新的输入参数要重新对一遍。标志等级变低、或者参数对不上,都不能直接替换。

防爆合格证过期了还能继续用吗

证书过期不等于设备当场失效,但现场检查和验收会看证书有效期,也影响后续的备件采购与责任划分。证书快到期时提前安排换证,或者按现行要求换型,比等检查时解释来得省事。

拉绳式防爆位移传感器量程能做到多大

常见到几米级。量程越大,钢丝绳的排线一致性和回卷弹簧的受力状态影响越明显,重复精度会比小量程差一些。行程长又要精度高时,可以对比磁致伸缩方案。

装了防爆传感器还需要做接地吗

要做。本安回路按单点接地,屏蔽层在安全栅一侧接。屏蔽两端都接会引入地电位差,屏蔽层上的电流反而给信号添干扰。

防爆接线腔可以自己开孔吗

不可以。开孔会破坏外壳的强度或密封结构,也会让隔爆面失效,属于典型的失爆行为。需要多路进出时,选带足够进线口的产品,不要现场改。

现场怎么判断是不是失爆

看几处:密封圈是否缺失或老化、隔爆面有无磕碰划伤、紧固件是否齐全、进线口是否封堵、外壳有无裂纹。出现任意一项,先按失爆处理,停用并联系厂家确认,不要带病运行。

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拉绳、拉杆、滑块、回弹式、磁致伸缩、角度六类都有本安防爆型号,标志与量程按工况定。

需要确认具体型号能不能用在某个区域,把介质、区域等级、温度组别和安装方式说清楚,我们可以按标志逐项对照。