安全柵是基于齊納二極管反向擊穿的性能而工作的。齊納安全柵由電壓限制回路、電流限制回路和保險(xiǎn)絲等組成，電壓限制回路的作用，是將安全回路側(cè)電壓限制在額定工作電壓下。

 

    在電源電壓V1等于齊納安全柵額定工作電壓時(shí)，齊納二極管DW1和DW2均不導(dǎo)通，此時(shí)安全火花回路側(cè)電壓V2等于現(xiàn)場(chǎng)儀表所需供電電壓。當(dāng)電源電壓V1超過額定工作電壓時(shí)，齊納二極管DW1先被擊穿而導(dǎo)通，因此安全火花回路側(cè)電壓V2仍保持不變。

 

    當(dāng)V1升高到等于最大安全保持額定電壓時(shí)，流過DW1和DW2中的電流將造成齊納二極管發(fā)熱和燒壞時(shí)，保險(xiǎn)絲RD熔斷，而將電源切斷，達(dá)到對(duì)安全火花回路側(cè)進(jìn)行保護(hù)的目的。

 

    保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)間Tf和齊納二極管熔斷時(shí)間TZ，應(yīng)滿足10Tf＜TZ的要求。在齊納安全柵中，由于采用了厚膜快速熔斷保險(xiǎn)絲，使得非安全火花回路側(cè)電壓V1的最大安全保持額定電壓為340VDC。

 

    電流限制回路的作用，是將安全火花回路側(cè)的電流限制在35mADC以下。對(duì)于與變送器配套的齊納安全柵，在變送器輸出電流為4~20mADC范圍內(nèi)，安全柵對(duì)變送器的工作沒有影響。但在變送器發(fā)生事故，譬如短路時(shí)，則限流回路將安全火花回路側(cè)的電流限制在此35mADC以下。

 

    隔離式安全柵

 

    應(yīng)用概述

 

    工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般需要采用兩線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(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，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(xiàn)場(chǎng)不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號(hào)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(hào)之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)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(cè)端安全柵和操作端安全柵兩種類型。檢測(cè)端安全柵與兩線制變送器配套使用；操作端安全柵與電氣轉(zhuǎn)換器或電氣閥門配套使用。也有信號(hào)輸入等類型隔離式安全柵。

 

    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(xiǎn)能量從本安端子進(jìn)入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)，提高系統(tǒng)的本安防爆性能，而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

 

    工作原理

 

    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(cè)端隔離式安全柵的原理是：模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內(nèi)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算和進(jìn)行抗干擾處理后，再經(jīng)變壓器調(diào)制成輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，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，通過本安能量限制電路做為供給兩線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(xiǎn)信號(hào)竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

 

    操作端隔離式安全柵的原理是：將調(diào)節(jié)器或操作器輸出的4-20mADC信號(hào)隔離后再輸出4-20mADC的信號(hào)，通過本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場(chǎng)的電氣閥門定位器使用。

 

    本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險(xiǎn)信號(hào)竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。