防爆露點(diǎn)儀的防爆設(shè)計(jì)是為了確保其在有易燃易爆氣體或蒸汽存在的危險(xiǎn)環(huán)境中安全可靠地運(yùn)行,防止因儀器產(chǎn)生的電火花、熱表面等點(diǎn)燃危險(xiǎn)物質(zhì),引發(fā)爆炸事故。以下從多個(gè)方面介紹其防爆設(shè)計(jì):
防爆原理
1.隔爆型(Ex d):這種設(shè)計(jì)理念是將儀器可能產(chǎn)生火花、電弧或危險(xiǎn)高溫的部件置于一個(gè)堅(jiān)固的外殼內(nèi)。該外殼具有足夠的強(qiáng)度,能夠承受內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的壓力而不破裂,并且能阻止內(nèi)部爆炸火焰和高溫氣體傳播到周?chē)奈kU(xiǎn)環(huán)境中,從而避免點(diǎn)燃外部的易燃易爆物質(zhì)。
2.本安型(Ex ia 或 Ex ib):本安型設(shè)計(jì)是通過(guò)限制電路中的能量,使在正常工作或規(guī)定的故障條件下,電路產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)都不足以點(diǎn)燃周?chē)谋ㄐ詺怏w混合物。它從本質(zhì)上保證了儀器在危險(xiǎn)環(huán)境中的安全性,即使發(fā)生故障也不會(huì)引發(fā)爆炸。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.外殼材質(zhì):通常采用高強(qiáng)度的金屬材料,如不銹鋼等,制造堅(jiān)固的外殼。這些材料不僅具有良好的機(jī)械強(qiáng)度,能承受一定的沖擊和碰撞,還具備較好的抗腐蝕性能,可適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。外殼的設(shè)計(jì)要符合相關(guān)防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求,例如外殼的厚度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等都有嚴(yán)格規(guī)定,以確保在內(nèi)部發(fā)生爆炸時(shí)能有效阻止火焰和壓力的傳播。
2.密封設(shè)計(jì):為防止爆炸性氣體進(jìn)入儀器內(nèi)部,防爆露點(diǎn)儀的外殼采用可靠的密封結(jié)構(gòu)。密封材料通常選用具有良好耐老化、耐化學(xué)腐蝕性能的橡膠或塑料等。密封處的設(shè)計(jì)要保證在長(zhǎng)期使用和不同環(huán)境條件下都能保持良好的密封性能,防止外界易燃易爆氣體進(jìn)入儀器內(nèi)部,與可能產(chǎn)生的火源接觸。

電氣系統(tǒng)防爆設(shè)計(jì)
3.電路布局與隔離:對(duì)儀器內(nèi)部的電氣電路進(jìn)行合理布局,將可能產(chǎn)生危險(xiǎn)能量的電路與其他電路進(jìn)行有效隔離。例如,將高電壓、大電流的電路部分與信號(hào)處理電路分開(kāi)布置,減少相互干擾和可能產(chǎn)生的電火花傳播風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),采用電氣隔離技術(shù),如光電隔離、變壓器隔離等,確保不同電路之間的電氣連接安全可靠,防止故障時(shí)能量的異常傳遞。
4.本質(zhì)安全電路設(shè)計(jì):對(duì)于采用本安型防爆設(shè)計(jì)的露點(diǎn)儀,其電路設(shè)計(jì)遵循本質(zhì)安全原則。通過(guò)選擇合適的電子元件,限制電路中的電壓、電流和能量,確保在正常工作和故障狀態(tài)下,電路產(chǎn)生的能量都低于可燃?xì)怏w的最小點(diǎn)燃能量。例如,采用低功耗的芯片、電阻、電容等元件,并對(duì)電路進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和計(jì)算,保證電路的安全性。此外,還會(huì)設(shè)置過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路,當(dāng)電路出現(xiàn)異常情況時(shí),能及時(shí)切斷電源或限制能量,防止產(chǎn)生危險(xiǎn)的電火花。
5.電氣設(shè)備選型:選用符合防爆標(biāo)準(zhǔn)的電氣設(shè)備和元件,如防爆電機(jī)、防爆開(kāi)關(guān)、防爆傳感器等。這些設(shè)備和元件在設(shè)計(jì)和制造時(shí)都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的防爆認(rèn)證,能夠在危險(xiǎn)環(huán)境中安全運(yùn)行。例如,防爆電機(jī)采用特殊的絕緣材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),防止電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電火花和高溫引發(fā)爆炸。
散熱設(shè)計(jì)
在危險(xiǎn)環(huán)境中,儀器產(chǎn)生的熱量如果不能及時(shí)散發(fā)出去,可能會(huì)導(dǎo)致局部溫度過(guò)高,成為潛在的點(diǎn)火源。因此,防爆露點(diǎn)儀的散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
1.散熱結(jié)構(gòu):通常在外殼上設(shè)計(jì)有散熱鰭片、散熱孔等散熱結(jié)構(gòu),增加散熱面積,提高散熱效率。這些散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要符合防爆要求,既要保證良好的散熱性能,又要防止外界易燃易爆氣體通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)入儀器內(nèi)部。
2.散熱方式:采用自然散熱和強(qiáng)制散熱相結(jié)合的方式。對(duì)于一些發(fā)熱量較小的儀器,自然散熱可能就能夠滿足要求;而對(duì)于發(fā)熱量較大的儀器,則需要配備散熱風(fēng)扇等強(qiáng)制散熱設(shè)備。在使用強(qiáng)制散熱設(shè)備時(shí),要確保其符合防爆標(biāo)準(zhǔn),防止風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花或熱量引發(fā)爆炸。
防爆認(rèn)證
防爆露點(diǎn)儀在設(shè)計(jì)和制造完成后,必須通過(guò)嚴(yán)格的防爆認(rèn)證,以證明其符合相關(guān)的防爆標(biāo)準(zhǔn)和要求。常見(jiàn)的防爆認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定的標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的ATEX標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)的FM和CSA標(biāo)準(zhǔn)等。儀器制造商需要將產(chǎn)品提交給專(zhuān)業(yè)的認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估,認(rèn)證機(jī)構(gòu)會(huì)對(duì)儀器的防爆性能進(jìn)行全面檢測(cè),包括外殼強(qiáng)度、密封性能、電氣安全性、散熱性能等方面。只有通過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品才能獲得相應(yīng)的防爆認(rèn)證標(biāo)志,并被允許在危險(xiǎn)環(huán)境中使用。
通過(guò)以上多方面的防爆設(shè)計(jì),防爆露點(diǎn)儀能夠在危險(xiǎn)環(huán)境中安全可靠地運(yùn)行,為工業(yè)生產(chǎn)中的氣體露點(diǎn)測(cè)量提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),同時(shí)保障人員和設(shè)備的安全。