在石油、煤礦、化工行業(yè)，存在較多爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所工作的 電子衡器，必須進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)，選用具有“防爆證”的電器產(chǎn)品。在稱重應(yīng)用中的防爆衡器， 一般是本質(zhì)安全型與隔爆型兩大類。當(dāng)選用本安型防爆稱重傳感器、防爆接線盒、防爆安全 柵配套時(shí)，就可組成本安型防爆地磅系統(tǒng)。本安防爆技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)的概念，一般由關(guān)聯(lián)設(shè) 備（安全柵、現(xiàn)場(chǎng)本質(zhì)安全設(shè)備和本質(zhì)安全用電纜構(gòu)成。復(fù)合本質(zhì)安全型防爆電子秤，是一 種比較經(jīng)濟(jì)適用的防爆衡器系統(tǒng)，在化工企業(yè)得到較多應(yīng)用。

一、概述

在石油、煤礦、化工行業(yè)，存在爆炸危險(xiǎn) 的場(chǎng)所。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這些企業(yè)中爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所 較多。

（1）煤礦井下約2/3的場(chǎng)所有爆炸性危險(xiǎn)；

（2）在石油企業(yè)中，約60%_80%場(chǎng)所有爆 炸性危險(xiǎn)；

⑶在化工工業(yè)中，約80%的生產(chǎn)車間有 爆炸性危險(xiǎn)。

所以，在具有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所工作的電子 衡器，必須是防爆型的電子衡器。

二、防爆基本原理

(一)產(chǎn)生爆炸的基本條件（爆炸三角形原理）

（1）爆炸性物質(zhì)

爆炸性物質(zhì)：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物 質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：（2）氫氣、 乙炔、甲烷等；液體：酒精、汽油、固體：粉 塵、纖維粉塵等。）

空氣或氧氣

⑶點(diǎn)燃源（如：電火花、表面熾熱） 點(diǎn)燃源：包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、 靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。尤其當(dāng) 儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。

(二)防止爆炸發(fā)生的基本方法

(1)避免形成爆炸性環(huán)境一理想的方法；

(2)排除消除可能的點(diǎn)火源一實(shí)際的方法；

（3）控制爆炸的危害。

防止爆炸的產(chǎn)生，必從三個(gè)必要條件來考 慮，限制了其中的一個(gè)必要條件，就限制了爆炸 的產(chǎn)生。

1)預(yù)防或最大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可 能性；

2）不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電器元件；

3)采取充氮?dú)庵惖姆椒ňS持惰性狀態(tài)。

三、防爆地磅基礎(chǔ)簡(jiǎn)介

(一）防爆地磅的典型型式 防爆地磅，是專為煤礦、石油、化工、醫(yī)藥、 倉(cāng)儲(chǔ)等有爆炸性氣體和爆炸性粉塵環(huán)境而設(shè)計(jì)的 專用稱重計(jì)量設(shè)備。

①?gòu)?fù)合本質(zhì)安全型防爆電子秤 適用范圍：秤體（承載器）、稱重傳感器、接 線盒在易燃易爆1、2類危險(xiǎn)區(qū)安裝，稱重儀表置 于安全區(qū)，中間采用關(guān)聯(lián)設(shè)備安全柵連接，構(gòu)成 各種稱重系統(tǒng)。供電：交流220V。

配置本質(zhì)安全型防爆稱重傳感器、本質(zhì)安全 型防爆接線盒、本質(zhì)安全型齊納安全柵。

(2）本質(zhì)安全型防爆電子秤

秤體、接線盒、稱重傳感器、稱重儀表均安 裝在易燃易爆類危險(xiǎn)區(qū)的防爆電子秤。供電方式: 直流 6V、24V。

配置本質(zhì)安全型防爆稱重傳感器、本質(zhì)安全 型防爆接線盒、本質(zhì)安全型齊納安全柵和本質(zhì)安 全型防爆稱重儀表：內(nèi)置本安型防爆電池盒。

(3)隔爆型防爆電子秤

秤體、稱重傳感器、稱重儀表均在易燃易爆 1、2類危險(xiǎn)區(qū)的防爆電子秤。供電方式：交流 220V。

配置本質(zhì)安全型防爆稱重傳感器、本質(zhì)安全 型防爆接線盒、 本質(zhì)安全型齊納安全柵。 隔爆儀 表箱：內(nèi)置安全柵、稱重儀表。

(二）防爆衡器常用的幾種配置方法，如表1 所示。

(三）防爆衡器系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)設(shè)備 防爆稱重傳感器、防爆接線盒產(chǎn)品，必須 與安全柵配套，才能組成本安防爆系統(tǒng)。

本安型防爆衡器系統(tǒng)組成。當(dāng)選用本安型防 爆傳感器、防爆接線盒、防爆安全柵配套時(shí)，可 組成本安型防爆衡器系統(tǒng)，如圖1所示。

(四）防爆電器產(chǎn)品選型原則 ①選“防爆證”產(chǎn)品

在我國(guó)，防爆電器產(chǎn)品的管理，實(shí)行防爆 合格證制度。長(zhǎng)期以來，防爆產(chǎn)品實(shí)行的是防 爆合格證制度，即凡使用于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的 電工產(chǎn)品均需取得防爆合格證才允許使用，己 經(jīng)成為行業(yè)慣例。防爆合格證是強(qiáng)制性的國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1-2010的附錄中規(guī)定的，因此， 制造商生產(chǎn)防爆產(chǎn)品必須辦理防爆合格證。但 是，防爆合格證并非“防爆認(rèn)證”，防爆合格證僅僅是對(duì)產(chǎn)品的防爆性能進(jìn)行型式認(rèn)可。

防爆電器產(chǎn)品選型，首先要選用具有“防爆 證”的防爆產(chǎn)品。并要進(jìn)行防爆證真?zhèn)悟?yàn)證。國(guó) 內(nèi)防爆證取證單位，目前有如下幾家，它們是：

A、NEPSI國(guó)家級(jí)儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢測(cè) 站（上海，證書編號(hào)GYB

B、CQST國(guó)家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中 心（河南，證書編號(hào)CNEX

C、PPEC中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)電氣產(chǎn)品質(zhì)量 監(jiān)督檢驗(yàn)中心（天津，證書編號(hào)CE

D、國(guó)家防爆設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東）

選用“防爆證”產(chǎn)品，要堅(jiān)持“三不”原則。

1)對(duì)防爆證編號(hào)弄虛作假的產(chǎn)品堅(jiān)決不用；

2）對(duì)防爆證有效期超期的產(chǎn)品堅(jiān)決不用；

3)對(duì)防爆證名稱與實(shí)物標(biāo)牌、說明書、合格 證等產(chǎn)品名稱不符的產(chǎn)品堅(jiān)決不用。

(2）適應(yīng)性原則

選擇防爆電氣設(shè)備必須與爆炸性混合物的危 險(xiǎn)程度相適應(yīng)，選擇防爆結(jié)構(gòu)必須適用于危險(xiǎn)區(qū) 域。

1)電氣設(shè)備的防爆型式應(yīng)與爆炸危險(xiǎn)區(qū)域相 適應(yīng)。

2）電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)與爆炸危險(xiǎn)環(huán)境物 質(zhì)的危險(xiǎn)性相適應(yīng)；當(dāng)區(qū)域存在兩種以上爆炸危 險(xiǎn)物質(zhì)時(shí)，電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)滿足危險(xiǎn)程度 較高的物質(zhì)要求。爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)，防爆電氣 設(shè)備的類別和溫度組別，應(yīng)與爆炸性氣體的分類、 分級(jí)和分組相對(duì)應(yīng)；可燃性粉塵環(huán)境內(nèi)，防爆電 氣設(shè)備的最高表面溫度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

3)應(yīng)與環(huán)境條件相適應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng) 符合周圍環(huán)境內(nèi)化學(xué)的、機(jī)械的、熱、霉菌以及

風(fēng)沙等不同環(huán)境條件對(duì)電氣設(shè)備的要求，電氣設(shè) 備結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足電氣設(shè)備在規(guī)定的運(yùn)行條件下不降 低防爆性能的要求。

4）應(yīng)符合整體防爆的原則，安全可靠、經(jīng)濟(jì) 合理、使用維修方便。

四、稱重應(yīng)用中主要防爆部件

在稱重應(yīng)用中的防爆地磅，一般是本質(zhì)安全 型與隔爆型兩大類。主要由防爆稱重傳感器、防 爆稱重儀表和關(guān)聯(lián)設(shè)備或附件（防爆電源、安全 柵、防爆接線盒等組成。

(一)本質(zhì)安全型防爆

(1)本質(zhì)安全型的設(shè)計(jì)依據(jù)，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB3836.1,GB3836.4。

(2）本安防爆技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)的概念。本安防 爆系統(tǒng)一般由關(guān)聯(lián)設(shè)備（即安全柳、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 (即本質(zhì)安全設(shè)備）和本質(zhì)安全系統(tǒng)用電纜構(gòu)成。

(3)本質(zhì)安全電路，是一種以抑制點(diǎn)火能源量 為防爆手段的“安全設(shè)計(jì)”技術(shù)。

本安技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)，它能 很好地適用于工業(yè)過程中的自動(dòng)化儀表。

(4）本質(zhì)安全電路的概念，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件 下，產(chǎn)生的任何火花或熱效應(yīng)，應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī) 定的爆炸性氣體環(huán)境的電路。

(5)本安電路基本設(shè)計(jì)采用的技術(shù)措施是：限 制電壓、限制電流、限制能量、電路結(jié)構(gòu)分隔措 施和合理選擇元器件的額度參數(shù)。

(二)關(guān)聯(lián)設(shè)備一安全柵體質(zhì)安全型）

安全柵，是接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全 電路之間。將供給本質(zhì)安全電路的電壓電流限制 在一定安全范圍內(nèi)的裝置。安全柵主要有齊納式 安全柵和隔離式安全柵兩大類。

(1）安全柵工作原理

安全柵，是重要的關(guān)聯(lián)設(shè)備。齊納安全柵基 本電路如圖2所示。

齊納安全柵的基本電路，由快速熔斷器 FA1，限壓元件VD1、VD2 (齊納二極管或二極 管)，限流電阻R1 (電阻器或非線性元件）三 部分組成。

正常操作條件下，非本安端1、2之間所加 的電壓低于最高電壓Vmax (更低于齊納二極管的齊納電壓），此時(shí)VD1、VD2處于不導(dǎo)通狀態(tài)， 除有極微小的漏電流以外，是“開路”狀態(tài)，安 全柵電路等效于一個(gè)電阻串聯(lián)在信號(hào)回路內(nèi)，只 要漏電流小于規(guī)定值，安全柵電路不會(huì)影響系統(tǒng) 的正常工作。

當(dāng)非本安端發(fā)生故障，例如在非本安端1、2 之間因某種原因混入高電壓，使齊納二極管 VD1、VD2反向擊穿，呈“導(dǎo)通”狀態(tài)，此時(shí)齊納 二極管VD1、VD2把混入的高電壓限制在齊納電 壓上，在安全柵的本安端3、4上不會(huì)出現(xiàn)高電 壓，齊納二極管一旦導(dǎo)通以后，其電流急劇上升 (雪崩過程把串聯(lián)在電路中的熔斷器FA1瞬時(shí)熔 斷，切斷了至現(xiàn)場(chǎng)的高電壓，防止了高電壓引爆 現(xiàn)場(chǎng)爆炸性物質(zhì)的危險(xiǎn)，從而保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及 人員的安全。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)）發(fā)生故障，例 如負(fù)載短路了，安全柵電路中的限流電阻R1立即 起限流作用，把短路電流限制在某一個(gè)電流值之 內(nèi)，這個(gè)電流值是安全值，故現(xiàn)場(chǎng)也是安全的。

齊納安全柵的安全保護(hù)作用，實(shí)際上是對(duì)能 量的限制作用，在本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中，由于安 全柵的功能，所以不論發(fā)生任何故障都保證傳輸 到現(xiàn)場(chǎng)（危險(xiǎn)區(qū)）的能量限制在一個(gè)安全值（不 會(huì)點(diǎn)燃規(guī)定的分級(jí)、分組爆炸性氣體混合物）， 從而保證現(xiàn)場(chǎng)安全。

(2)安全柵與應(yīng)變電橋的連接應(yīng)用

應(yīng)變電橋被廣泛用于各種稱重系統(tǒng)中，當(dāng)與 齊納安全柵組成一個(gè)本安系統(tǒng)時(shí)，一般要用二只 或二只以上的齊納安全柵。安全柵與稱重傳感器 接線盒的基本聯(lián)接方式如下。

1)安全柵基本電路與平衡橋系統(tǒng)的聯(lián)接，如 圖3所示。

2）安全柵基本電路與平衡橋標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)系統(tǒng)組 成，如圖4所示。

3)安全柵基本電路與三個(gè)橋路系統(tǒng)組成，如 圖5所示。

(三防爆稱重傳感器體質(zhì)安全型）

①稱重傳感器防爆檢驗(yàn)試驗(yàn)

TY2015AEX稱重傳感器，經(jīng)國(guó)家級(jí)儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗(yàn)站（NEPS)檢測(cè) 審查，防爆安全性能符合GB3836.1-2010； GB3836.4-2010 和 GB3836.20-2010 的有關(guān)要求， 其防爆標(biāo)志為：Exia II cT4Ga，防爆合格證號(hào) 為：GYB16.1407。

(2)防爆稱重傳感器使用注意

防爆稱重傳感器產(chǎn)品，必須與置放在非危 險(xiǎn)場(chǎng)所的關(guān)聯(lián)設(shè)備連接共同組成本安防爆系 統(tǒng)，方可使用于現(xiàn)場(chǎng)存在II c級(jí)以下的爆炸性 氣體混合物的場(chǎng)所。

用戶在使用時(shí)需注意以下事項(xiàng)：

產(chǎn)品使用溫度及環(huán)境溫度范圍：-10V ?+60 °C c

稱重傳感器本體與永久性引入電纜各芯 線間的絕緣強(qiáng)度必須大于500r.m.s。

稱重傳感器在危險(xiǎn)場(chǎng)所所附電纜的延伸 必須選用經(jīng)防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)可的防爆接線盒。

稱重傳感器的本安參數(shù)為：

Ui:30V Ii: 100mA Pi:0.8W Ci:6nF Li:100^ H

關(guān)聯(lián)設(shè)備必須安裝在不含爆炸性汽體混 合物的非危險(xiǎn)場(chǎng)所，其安裝使用必須遵守該關(guān) 聯(lián)設(shè)備的使用說明書及GB3836標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī) 定要求。

產(chǎn)品與關(guān)聯(lián)設(shè)備本安端之間的連接電纜 必須為屏蔽電纜（必須有絕緣護(hù)套），每根芯線 截面積>0.5mm2，其屏蔽層應(yīng)在安全場(chǎng)所接地。 電纜布線應(yīng)盡可能排除電磁干擾的影響，其分布 參數(shù)必須控制在本安系統(tǒng)認(rèn)可范圍之內(nèi)。

0稱重傳感器基本工作原理

TY2015系列電阻應(yīng)變式稱重傳感器，利用 力-電轉(zhuǎn)換原理：將電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性體 敏感元件上，組成電橋，將力（重量）轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)輸出。數(shù)字式稱重傳感器，是在模擬傳 感器上加數(shù)字式模塊，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。

★稱重傳感器的彈性敏感元件——把被測(cè) 的重量轉(zhuǎn)換為彈性體的應(yīng)變值；——電阻應(yīng)變 計(jì)——將彈性體的應(yīng)變同步轉(zhuǎn)換為電阻值的變 化；

★應(yīng)變?cè)恚褐亓?/span>——一(將彈性體縱向 壓縮，橫向拉伸）變形———應(yīng)變計(jì)同步變形一—電阻值改變一—電橋發(fā)生不平衡一 —輸出電信號(hào)（在電源激勵(lì)下）；

★輸出信號(hào)與外力（重量成正比。

(4稱重傳感器典型檢測(cè)電路 稱重傳感器檢測(cè)電路，由惠斯登電橋構(gòu)成， 如圖 6 所示。

圖6在電路接線中，紅：接電源正極，黃: 接電源負(fù)極，藍(lán)：接信號(hào)輸出正極，白：接信號(hào) 輸出負(fù)極。

(5）信號(hào)電纜接線方法

稱重傳感器電纜一般有5根不同色別的導(dǎo)線， 拉線方法如圖7所示。

(四）防爆接線盒體質(zhì)安全型）

(1)TY-JX--EX接線盒，經(jīng)國(guó)家級(jí)儀 器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗(yàn)站（NEPSI檢測(cè)審查， 防爆安全性能符合 GB3836.1- 2010;GB3836.4- 2010 和GB3836.20-2010的有關(guān)要求，其防爆標(biāo)志為： ExiaIIcT4Ga，防爆合格證號(hào)為：GYB16.1408X。

TY-JX接線盒，是電子衡器系統(tǒng)的組成部件 之一。它的主要功能是連接稱重傳感器和稱重儀 表，即將現(xiàn)場(chǎng)稱重傳感器信號(hào)經(jīng)過接線盒連接到 稱重儀表。

(防爆接線盒使用注意

防爆接線盒產(chǎn)品，必須與安全柵配套組成本 安防爆系統(tǒng)，方可使用于現(xiàn)場(chǎng)存在IIc級(jí)以下的爆 炸性氣體混合物的場(chǎng)所。

用戶在使用時(shí)需注意以下事項(xiàng)：

1)產(chǎn)品使用溫度及環(huán)境溫度范圍：-10°C? +60。。。

2）接線盒的本安參數(shù)為：

Ui:30V Ii: 100mA Pi:1.2W Ci:6nF Li:100|J H

3)安裝現(xiàn)場(chǎng)不存在對(duì)產(chǎn)品外殼有腐蝕性作用 的氣體。

4）產(chǎn)品與關(guān)聯(lián)設(shè)備本安端之間的連接電纜必 須為屏蔽電纜（必須有絕緣護(hù)套），每根芯線截面 積>0.5mm2，其屏蔽層應(yīng)在安全場(chǎng)所接地，電纜布 線應(yīng)盡可能排除電磁干擾的影響。

5）產(chǎn)品的安裝、使用和維護(hù)應(yīng)同時(shí)遵守產(chǎn)品 說明書及GB3836標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定要求。

(3)線盒與稱重傳感器、稱重顯示儀表的連 接，如圖8所示。

TY-JX接線盒可以接2只?8只傳感器并聯(lián)組 秤，稱重傳感器的信號(hào)并聯(lián)輸出，當(dāng)各稱重傳感 器的輸出阻抗相等時(shí)，總輸出電壓為稱重傳感器 的輸出電壓的算術(shù)平均值。各稱重傳感器的輸出 可通過電阻均衡網(wǎng)絡(luò)中的可調(diào)電阻調(diào)整。

TY-JX接線盒的主要功能：多個(gè)稱重傳感器 信號(hào)和算；多個(gè)稱重傳感器信號(hào)電纜匯接；電子 秤偏載性能調(diào)整。

五、結(jié)束語

在石油、煤礦、化工行業(yè)，存在爆炸危險(xiǎn)的 場(chǎng)所。這些企業(yè)中爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所較多。在具有 爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所工作的電子衡器，必須是防爆型 的電子衡器。

防止爆炸的產(chǎn)生，必從三個(gè)必要條件來考 慮，限制了其中的一個(gè)必要條件，就限制了爆炸 的產(chǎn)生。

防爆產(chǎn)品實(shí)行防爆合格證制度，凡使用于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣產(chǎn)品均需取得防爆合格證才 允許使用。

在稱重應(yīng)用中的防爆地磅，一般是本質(zhì)安全 型與隔爆型兩大類。當(dāng)選用本安型防爆稱重傳感 器、防爆接線盒、防爆安全柵配套時(shí)，就可組成 本安型防爆衡器系統(tǒng)。本安防爆技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng) 的概念。本安防爆系統(tǒng)一般由關(guān)聯(lián)設(shè)備（即安全 柵、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（即本質(zhì)安全設(shè)備）和本質(zhì)安全系 統(tǒng)用電纜構(gòu)成。

TY2015AEX本質(zhì)安全型防爆稱重傳感 器、TY-JX-EX本質(zhì)安全型防爆接線盒、本質(zhì)安全 型安全柵及普通稱重儀表組成的復(fù)合本質(zhì)安全型防爆電子秤，是一種比較經(jīng)濟(jì)適用的防爆地磅系 統(tǒng)，在化工企業(yè)得到較多應(yīng)用。