福州设计隔爆产品

控制器的实际功能、结构框图1.1 硬件福州隔爆设计中的本安实现本控制器的温度测量、电流采集、人机交互及微处理器单元均为电子线路，本产品的硬件选择了本质安全型设计，本安型设计具有诸多优点，例如利于传感器选型、利于结构设计、利于减小产品体积和降低成本等。确定了产品的本安设计方向即意味着所有硬件电路均与本性能相关，硬件电路的功能和本安实现成为设计的重点，下面主要阐述复杂本安电路的设计和部分关键元器件本安性能的核算方法。1.1.1能量网格化设计本控制器从本安电路角度来看属于复杂电路，为实现本安性能采取了能量网格化设计方法：即充分利用国标中规定和认可的可靠间距、可靠电阻、可靠隔离元件（可靠隔离元件可以是二极管、电容、变压器、光耦、继电器等），将隔爆产品各功能电路进行能量分区形成各自独立的能量孤岛。图2中数字序号标注的电路功能块，为各个独立的能量孤岛隔爆产品，大写英文字母标注的元件为功能块之间的可靠隔离元件。可靠隔离元件用于实现各功能块之间的信号传输的同时又实现了能量隔离或限制。

结构设计本产品防爆结构采用增安和浇封方法，图2中罗马字母为增安型壳体，其电源、负载、PT100传感器电缆通过增安型格兰引出；为增安型壳体福州隔爆中的浇封剂，除显示电路、按键电路、接线端子裸露在浇封剂外，其他硬件电路均在浇封剂中。设计思路和特点如下1.4.1本控制器结构上要求体积小、重量轻、具备抗腐蚀性能，另外硬件电路中内置蓝牙模块，因此产品适合采用非金属材料，实际设计中采用了SMC模压成型的聚酯壳体作为产品的主体结构，壁厚6mm，外形尺160X160X90(mm)，通过了防爆标准要求的耐热耐寒、抗冲击等测试；采用硅发泡密封条并合设计壳体与壳盖之间的密封结构，通过了IP66防护等级测试，高于设计输入要求的IP65；1.4.2浇封型防爆措施在整机设计中起到了衔接和桥梁的作用，具体如下1）增安型壳体内部不适宜安装复杂电气元件，浇封措施的引入弥补了增安型壳体的局限性；2）设备温度组别核定时只需要考虑浇封剂表面的温升；3）本安隔爆产品电路中的关联电路、可靠隔离元件按本安标准要求必须进行浇封处理，因此浇封型防爆措施也即隔爆产品是本安防爆措施的一部分通过以上的结构设计，实际产品长宽高比例协调、体积小、重量轻、接线安装方便。

1.2 爆炸三要素：点燃源（电火花、热表面福州隔爆）、爆炸性物质（气体、粉尘）、空气（氧气）。只有爆炸性物质浓度处于极限范围内（即爆炸下限与爆炸上限之间）才能产生爆炸。甲烷：上15%，下5%；丙烷：上9.5%，下2.1%；乙烯：上34%，下2.7%；氢气：上75.6%，下4%；乙炔：上82%，下1.5%。点燃源：电气与非电气设备。电火花、热表面、电弧、无线电电磁波辐射；摩擦火花、热表面、静电、光辐射等。这里可以将射频源（IIB 3.5W，IIC 2W）、激光（150mW/20 Mw/mm2）、超声波（0.1W/ mm2）插入说明。1.3隔爆产品爆炸性物质的分类：I类瓦斯气体，主要成分甲烷（最小点燃能量0.28mJ），还有少量的乙烷和丁烷、硫化氢等。如果还有其他气体，I类II类都要满足，ExdI/IIBT3。II类：除瓦斯气体之外的环境，隔爆产品即厂用。IIA（180μJ）丙烷、IIB（96 μJ）乙烯、IIC（19 μJ）氢气。

GB3836.1-2010《爆炸福州隔爆性环境 第1部分：设备 通用标准GB3836.3-2010《爆炸性环境 第3部分：由增安型“e”保护的设备》GB3836.4-2010《爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备》GB3836.9-2006《爆炸性环境 第9部分：浇封型“m”》IEC 60079-0-2011 Explosive atmospheres -- Part 0: Equipment -- General requirementsIEC 60079-7-2006 Explosive atmospheres - Part 7: Equipment protection by increased safety "e"IEC 60079-18-2009 Explosive atmospheres -- Part 18: Equipment protection by encapsulation "m"IEC 60079-11-2011 Explosive atmospheres -- Part 11: Equipment protection by intrinsic safety"i"《本质安全电路中的电隔离器件》陈向东 《煤炭科学技术》第24卷第7隔爆产品期 1996年本产品开发设计过程中综合利用了多种防爆措施，本安论述中提出了能量网格化设计概念，在满足防爆要求同时最大限度地实现了功隔爆产品能需求，达到了一体化设计的目的，在智能型防爆电气设计领域做出了一些有益的探索。