安全栅的主要功能

安全栅(shān)的主要功能就是限制安全場所的(de)危險能(néng)量(liàng)進入危險場所，及限制送(sòng)往危險場所的電壓(yā)和電流。齊納管Z用(yòng)于限制電壓。當回路電壓接近安(ān)全限壓值時，齊納管導通，使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用(yòng)于限制電流。當電壓被限制後，适當選擇電阻值，可将回(huí)路電(diàn)流限制在安全限流值以下。

與齊納安全栅相比，隔(gé)離式安全栅除具有限壓與限流的作用之外，還帶(dài)有電流隔離的功能(néng)。隔離栅通常由(yóu)回路限能單元(yuán)、電流隔離單元和信(xìn)号處理單元三部分組成，回(huí)路限能單元爲安全栅(shān)的核(hé)心部分。此外，輔助有用于驅動現場儀表的回路供電電路和用于儀表信号采集的(de)檢(jiǎn)測電路。信号處理單元則根據安(ān)全栅的功能要求進行信号處理。 

工業現場一般(bān)需要采(cǎi)用(yòng)兩線制傳輸方式的配電器，既要爲諸如壓力變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時又要對輸入的電流信号進行采集、放大、運算、和進行抗幹擾處理後，再(zài)輸出隔離的電流和電壓信号，供後面的二次儀表或(huò)其它儀(yí)表使用。但一些特殊的工(gōng)業現場不但需要兩線制傳輸，既提供配電(diàn)電源又(yòu)有信号隔離功(gōng)能，同時還需要具有安全火花型防爆的性能(néng)，可靠地防止電源高壓與(yǔ)信号之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進(jìn)入危(wēi)險場所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功(gōng)能的配電器—安全栅。 

隔離式安全栅，基本有檢測端安全栅和操作端安全(quán)栅兩種類型。檢測端安全栅與兩(liǎng)線制變送器配套使用；操作端安全栅與電氣轉換器或電(diàn)氣閥門配套使(shǐ)用。也有信号輸(shū)入等類型隔離式(shì)安全栅。  由于隔離式安全栅采用了限壓、限流、隔離等措施(shī)，不僅(jǐn)能防止危險能量從本安端子進入危險現場，提高系統的本安防爆性能，而且還增加了系(xì)統的抗幹擾能力(lì)，大(dà)大提高了系統運行的可靠性。24VDC 電源經DC-AC-DC變換(huàn)後，輸出模塊(kuài)電路所需要的多種電壓(yā)。 

檢測端(duān)隔離式安全栅的原理是：模塊電路将通過本安能量限制電路(lù)輸入的電流或電壓信号轉變爲0.2～1VDC後，送入模塊内進(jìn)行采集、放大、運算和進行抗幹擾處理後，再(zài)經變壓器調制成輸出隔(gé)離的電流和(hé)電壓信号(hào)，供後面的(de)二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5～28.5VDC電壓，通過本安(ān)能量限制(zhì)電路做爲(wèi)供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制(zhì)電(diàn)路能限制大電流或高電壓的(de)危險(xiǎn)信号竄入危險(xiǎn)現場。

 操作端隔離式安全栅的原理是：将調節器或操作器輸出的4～20mA DC信号隔離後再輸出4～20mA DC的信号，通過本安能量限制電路供給電氣轉換器或現(xiàn)場(chǎng)的電氣閥門定位(wèi)器使用。  安全栅的作用  在許多(duō)工業過程中，需(xū)要處理或(huò)使用一些(xiē)易燃材料，如原(yuán)油和它的衍生物，酒精，天(tiān)然氣，粉末，飛揚物，任何滲漏或濺出(chū)都有可(kě)能形成(chéng)一個爆炸環境（危險場所(suǒ)，具體分類方法見下文(wén)）。爲了工廠和人員(yuán)的安全(quán)，必(bì)須确保這個環境不會被點(diǎn)燃引(yǐn)起爆炸。  

而在生産過程中大量使用(yòng)電(diàn)氣設備，各種磨擦的電火花、靜電火花(huā)、高(gāo)溫等不可避免，尤其當設備(bèi)發生(shēng)故障時(shí)，都有可能(néng)會點燃爆炸環(huán)境。爲了防止爆炸的發生，至今已開發了8中不同的(de)防爆(bào)技術，其中本質安全(quán)是一種低成本而高有效的防爆技術。     

本(běn)質安(ān)全（IS）是系統防爆的技術，安全場所的控制室設備通過安全栅與危險場(chǎng)所的(de)本安設備相連，傳遞信号或能量。安全栅(shān)利用限(xiàn)流和限(xiàn)壓電路，限(xiàn)制了從安全場所傳遞到危險場(chǎng)所(suǒ)的能量；處于危險場(chǎng)所的本安設備(bèi)在這樣的能量(liàng)下能夠正常工作，但這樣的能(néng)量不足(zú)以引燃爆炸環境，即(jí)使本安設備自(zì)身發(fā)生故障，也不會産生任何足以引燃的電火花或發(fā)熱表面。因此，無論是安(ān)全場所的控制室設備還(hái)是危險場所的本安設備發生故障，隻要安全栅的限流限壓電路正常工作(zuò)，整個系統都會(huì)處于安全狀态，不會産生爆炸。  

安全栅作爲控制室的非本安設備(bèi)與危險場所的本安設備之間的關聯設備，是本安(ān)防爆系(xì)統(tǒng)中的重要組成(chéng)部分。常見(jiàn)的安全栅包括齊納(nà)式安全(quán)栅、晶體管式安全栅、變壓(yā)器隔離式安全栅。    

 齊納式(shì)安全栅電路原理，穩壓二極管Z限制了(le)從非本安(ān)端傳到本安(ān)端的電壓，電阻R則限制了從非本安端傳到本安端的電流，快速熔斷器F用于保(bǎo)護穩壓二極管Z不被(bèi)過大的電流(liú)燒壞。由于電路的限壓和限流，輸(shū)出到危險區的能量被限制在安(ān)全值以(yǐ)内。齊納式(shì)安全(quán)栅的特點是電路所用的元器(qì)件極少、故障(zhàng)率低、成本低、回路信号保真性好；但由(yóu)于必須加限能電阻和智能變送器的采樣電阻，過大的電壓(yā)降低往往(wǎng)會導緻回路供電不足；而且在工程應用中必須可靠接地，否(fǒu)則便(biàn)會失(shī)去防爆安全(quán)保護功能(néng)。