石家庄设计本安设计产品

1、基础知识：1.1爆炸性环境的形成：a.可燃性气体与空气的混合物，石家庄本安设计如装有乙炔等爆炸性气体的容器密封不良或保存不当、残夜随处倾倒； b.易燃液体蒸汽与空气形成的混合物，即闪点（挥发的最低温度）。如闪点小于环境温度的液体，汽油-43℃、乙醇11℃；c. 易燃固体蒸汽与空气形成的混合物，如萘，所谓的升华现象。d.可燃性粉尘与空气形成的爆炸性混合物，如淀粉。某些金属如镁、铝、钛固体时不易燃，但细粉状的金属粉尘是可燃的，如金属加工。尤其为导电性粉尘，一旦进入外壳内部会严重影响产品的电器安全性能，更严重的是引起电路直接短路而产生火花。此处可以展开讲一下：气体与粉尘的防爆原理不同。有的形式可以同时满足，如隔爆型。有的就不可以，如本安型，要求外壳防护，要么IP6X，要么浇封。本安设计产品注：相互接触就能发生爆炸的气体和蒸汽不在此列本安设计产品，如氟与氢气、乙炔不属于II类。炸药类粉尘不在III类范畴。

本安与非本安的隔离，其典型电路例如采用光耦隔离的通讯电路⑨；2）实现了能量分散，各个模块可以采用单独的本安电源供石家庄本安设计电，易于本安实现；3）各功能模块内的储能元件进行本安评定时以单独考核或按有保护器件的情况进行考核，避免了为实现本安性能而降低产品稳定性的问题；4）降低了传感器接口的本安参数，有利于外部电缆长度的选择。1. 1. 2 低功耗设计低功耗是硬件计追求的一项技术指标，与本安电路限能思想是一致的。本控制器主电路采用3.3V供电；主控芯采用低功耗微控制器；显示电路采用动态扫描驱动；温度检测采用PT100；电流和漏电流检测电路采用微型互感器，采集到的信号通过低功本安设计产品耗运放放大；采用模拟开关选通的方法，实现全部模拟信号采集共用一片18位采样精度的低功耗AD芯片；参数设置及信息查询采用低功耗蓝牙模块和轻触按键。通过本安设计产品上述设计需要本安限能的电路总耗电不超过110mA，对于本安实现及元器件选型非常有利。

本部分以实例的方式给出本安电路关键元器件的核算方法1.1.3.1 熔断器、可靠电阻、稳压管组成的本安电源的核算方法图2中本安电石家庄本安设计源为熔断器、可靠电阻、稳压管组成的二极管安全栅电路，见图3图3二极管安全栅电路类似电路在本安电路中被广泛应用，其原理本文不做重复论述，下面给出较少论述的稳压二极管和熔断器的设计验证方法：㈠ 稳压二极管的验算本安电路中稳压管的结温不允许超出手册给出的数值范围；施加在稳压管上的实际功率不允许超过稳压管许用功率的2/3本电路中熔断器F1选用的是力特保险丝3720080，额定电流In=0.08A；稳压二极管Z1、Z2选用的是EIC公司的SMBJ5339B，稳压值Vz=5.6V,标称功率为5W，结温范围Tj=-65℃~150℃，RθJA= 90K/W（结到空气的热阻），RθJL=25K/W（结到引脚的热阻）。本电路中稳压管上实际消耗最大功率：PZ = 1.7*In*Vz*1.05 = 1.7*0.08*5.6*1.05 ≈ 0. 8W ①按GB3836.4取1.5倍安全余量：Pz = 1.5*0. 8=1.2W按上述数据似乎选取标称功率为1.5W的稳压管即能满足要求，但事实是查各种稳压管数据手册可本安设计产品知，稳压管的标称功率一般指其引脚温度为25℃时的允许值，随着稳压管温升的增高其许用功率呈现较本安设计产品大斜率的衰减（见下文的图4）。

在正常运行时，爆炸性环境中可能出现气体、蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物，如果出现也是偶尔发生并且短时间存在的场所。通常石家庄本安设计情况下，“短时间”是指持续时间不多于2小时。如：油罐口直径1米外区域防爆形式“d”---隔爆型：就是能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的外壳电气设备；分IIA IIB IIC三个级别，代表产品：防爆配电箱。“e”—增安型：在正常运行条件下不会产生电弧，火花或可能点燃爆炸性混合物的高温，结构上采取措施提高安全裕度，以避免在正常和认可的过载条件下出现电弧，火花或高温电气设备；代表产品：防爆接线箱。“P”—正压型：采用介质隔离点燃源的防爆措施。即：把用户所用的电器元件安装在一个充满正压洁净气体的柜体内，使外部环境中易燃易爆的混合性气体无法接触到电器元件在正常工作时所产生的电火花或危险温度，从而达到电器防爆的目的；代表产品：防爆正压柜与正压型防爆分析小屋（防爆站房）。“i”—本安型：设备内部的电路在规定的条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物，主要为矿用井下防爆电气。“O”—充油型：将能点燃爆炸性气体的被固定导电部件完全埋入填充材料中，以防止点燃外部爆炸性境，代表产品：变压器，已取消“m”—浇封型：将可能点燃爆炸性混合物的部分浇封在混合物中，使他不能点燃周围的爆炸性气体，代表产品：浇封型电磁阀等一些电子元件。“n”—无本安设计产品火花型：电器设备不能点燃周围的爆炸性气体（在正常本安设计产品的工作条件下和在确定的非正常工作条件下），代表产品：无火花防爆插销。“q”—充砂型：将能点燃爆炸性气体的被固定导电部件完全埋入填充材料中，以防止点燃外部爆炸性气体环境。