安全柵的主要功能

安全柵的主要功能就是限制安全場(chǎng)所的危險能量進(jìn)入危險場(chǎng)所，及限制送往危險場(chǎng)所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時(shí)，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用于限制電流。當電壓被限制后，適當選擇電阻值，可將回路電流限制在安全限流值以下。

與齊納安全柵相比，隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用之外，還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成，回路限能單元為安全柵的核心部分。此外，輔助有用于驅動(dòng)現場(chǎng)儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據安全柵的功能要求進(jìn)行信號處理。 

工業(yè)現場(chǎng)一般需要采用兩線(xiàn)制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時(shí)又要對輸入的電流信號進(jìn)行采集、放大、運算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。但一些特殊的工業(yè)現場(chǎng)不但需要兩線(xiàn)制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止電源高壓與信號之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進(jìn)入危險場(chǎng)所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—安全柵。 

隔離式安全柵，基本有檢測端安全柵和操作端安全柵兩種類(lèi)型。檢測端安全柵與兩線(xiàn)制變送器配套使用；操作端安全柵與電氣轉換器或電氣閥門(mén)配套使用。也有信號輸入等類(lèi)型隔離式安全柵。  由于隔離式安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險能量從本安端子進(jìn)入危險現場(chǎng)，提高系統的本安防爆性能，而且還增加了系統的抗干擾能力，大大提高了系統運行的可靠性。24VDC 電源經(jīng)DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。 

檢測端隔離式安全柵的原理是：模塊電路將通過(guò)本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉變?yōu)?.2～1VDC后，送入模塊內進(jìn)行采集、放大、運算和進(jìn)行抗干擾處理后，再經(jīng)變壓器調制成輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個(gè)隔離的18.5～28.5VDC電壓，通過(guò)本安能量限制電路做為供給兩線(xiàn)制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險信號竄入危險現場(chǎng)。

 操作端隔離式安全柵的原理是：將調節器或操作器輸出的4～20mA DC信號隔離后再輸出4～20mA DC的信號，通過(guò)本安能量限制電路供給電氣轉換器或現場(chǎng)的電氣閥門(mén)定位器使用。  安全柵的作用  在許多工業(yè)過(guò)程中，需要處理或使用一些易燃材料，如原油和它的衍生物，酒精，天然氣，粉末，飛揚物，任何滲漏或濺出都有可能形成一個(gè)爆炸環(huán)境（危險場(chǎng)所，具體分類(lèi)方法見(jiàn)下文）。為了工廠(chǎng)和人員的安全，必須確保這個(gè)環(huán)境不會(huì )被點(diǎn)燃引起爆炸。  

而在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用電氣設備，各種磨擦的電火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當設備發(fā)生故障時(shí)，都有可能會(huì )點(diǎn)燃爆炸環(huán)境。為了防止爆炸的發(fā)生，至今已開(kāi)發(fā)了8中不同的防爆技術(shù)，其中本質(zhì)安全是一種低成本而高有效的防爆技術(shù)。     

本質(zhì)安全（IS）是系統防爆的技術(shù)，安全場(chǎng)所的控制室設備通過(guò)安全柵與危險場(chǎng)所的本安設備相連，傳遞信號或能量。安全柵利用限流和限壓電路，限制了從安全場(chǎng)所傳遞到危險場(chǎng)所的能量；處于危險場(chǎng)所的本安設備在這樣的能量下能夠正常工作，但這樣的能量不足以引燃爆炸環(huán)境，即使本安設備自身發(fā)生故障，也不會(huì )產(chǎn)生任何足以引燃的電火花或發(fā)熱表面。因此，無(wú)論是安全場(chǎng)所的控制室設備還是危險場(chǎng)所的本安設備發(fā)生故障，只要安全柵的限流限壓電路正常工作，整個(gè)系統都會(huì )處于安全狀態(tài)，不會(huì )產(chǎn)生爆炸。  

安全柵作為控制室的非本安設備與危險場(chǎng)所的本安設備之間的關(guān)聯(lián)設備，是本安防爆系統中的重要組成部分。常見(jiàn)的安全柵包括齊納式安全柵、晶體管式安全柵、變壓器隔離式安全柵。    

 齊納式安全柵電路原理，穩壓二極管Z限制了從非本安端傳到本安端的電壓，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用于保護穩壓二極管Z不被過(guò)大的電流燒壞。由于電路的限壓和限流，輸出到危險區的能量被限制在安全值以?xún)?。齊納式安全柵的特點(diǎn)是電路所用的元器件極少、故障率低、成本低、回路信號保真性好；但由于必須加限能電阻和智能變送器的采樣電阻，過(guò)大的電壓降低往往會(huì )導致回路供電不足；而且在工程應用中必須可靠接地，否則便會(huì )失去防爆安全保護功能。