對熱電阻英MTL安全柵的初步了解

    對熱電阻英MTL安全柵的初步了解
    英MTL安全柵也被稱為安全保持器，是安全場所非本安設(shè)備與危險(xiǎn)場所本安設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)設(shè)備。由于英MTL安全柵是本安電路的安全接口，所以當(dāng)安全場所設(shè)備處于正常狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行；而出現(xiàn)故障時(shí)，安全柵能及時(shí)限制通往現(xiàn)場的電壓、電流，控制危險(xiǎn)能量進(jìn)入本安端，避免火花能量引起危險(xiǎn)氣體的爆炸。如圖2-2所示，安全柵作為分界點(diǎn)，將危險(xiǎn)區(qū)域的本安電路與安全區(qū)域的非本安電路分離開。安全柵右側(cè)是由安全柵、傳感器等組成的本安型現(xiàn)場設(shè)備，左側(cè)是由安全柵、控制室模擬量采集處理等組成的非本安型儀表設(shè)備。安全柵既能完成現(xiàn)場信號的實(shí)時(shí)傳遞，又能有效控制危險(xiǎn)區(qū)域的能量，是組成本安系統(tǒng)的重要裝備。
    英MTL安全柵主要包括齊納式安全柵和隔離式安全柵兩種。
    英MTL安全柵也就是穩(wěn)壓管式安全柵，是利用齊納二極管的反向擊穿特性設(shè)計(jì)的，通過溶斷器、穩(wěn)壓管以及限流電阻的能量限制，能夠有效控制流入本安端的電能量。雖然齊納式安全柵電路簡單、低廉，但是在實(shí)際工程應(yīng)用中，齊納式安全柵的可靠性和應(yīng)用范圍都受到了很大限制，歸結(jié)起來有以下幾種原因：
    1、 工程安裝現(xiàn)場對接地系統(tǒng)要求非常嚴(yán)格，接地電阻不能大于，否則無法保證本安果；
    2、要求危險(xiǎn)側(cè)的現(xiàn)場儀表是隔離型，信號的抗干擾性也由于接地而大大降低，進(jìn)而影整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
    3、齊納安全柵的正常工作需要電源提供穩(wěn)定電壓，其輸出也因?yàn)槲蛰斎牖芈返哪芰慷菀撞环€(wěn)定；
    隔離式安全柵，不僅包含限壓、限流等能量控制電路，還釆用了將輸入、輸出以及電源隔離的電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保障本安防爆。相較齊納式安全柵，它的較貴，但是擁有很多顯著：
    1、三方隔離的電路結(jié)構(gòu)，免除了復(fù)雜的接地線路，為設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工帶來便捷；
    2、現(xiàn)場儀表要求降低，不要求隔離式；
    3、由于電路相互隔離、不共地，穩(wěn)定性和抗干擾性顯著提高，進(jìn)而保證了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性；
    4、在信號輸入能力方面，隔離式安全柵比齊納式安全柵更強(qiáng)，電阻、熱電偶等信號都能處理；
    5、當(dāng)兩臺控制設(shè)備需要同一信號源時(shí)，齊納式安全柵無法滿足，而隔離式安全柵提供信號的同時(shí)還能保證兩者的互不干擾。
    英MTL安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全柵相比，具有顯著：
    (1)采用了三方隔離方式，因此無需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工帶來極大方便。
    (2)信號線路無需接地，使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，并提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
    (3)具備更強(qiáng)的輸入信號處理能力，能夠接收并處理溫度、頻率等信號，這是齊納式安全柵所無法做到的。
    (4)隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給同一信號源的兩臺設(shè)備，并保證兩臺設(shè)備的信號不互相干擾，同時(shí)提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全緣。
    英MTL安全柵是在安全場所非本安型設(shè)備與危險(xiǎn)場所本安型設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)信號傳遞和能量控制的關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)。
    作為現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間限制能量的接口，安全柵通過限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場本安回路的能量，并通過變壓器隔離電路確保無論控制室設(shè)備正常還是故障，非本安電路的危險(xiǎn)能量都不會串入本安電路。
    主流的英MTL安全柵有齊納式安全柵和隔離式安全柵 2 種，對比兩者的特點(diǎn)和，隔離式安全柵有著突出的和更為廣泛的應(yīng)用。熱電阻隔離式安全柵便是隔離式安全柵的一種。下面我們就來了解下熱電阻安全柵。
    英MTL安全柵總體框圖
    英MTL安全柵選用變壓器完成電路的本安隔離與信號傳輸。根據(jù)煤礦井下檢測設(shè)備實(shí)際應(yīng)用情況以及安全柵的功能要求，設(shè)計(jì)出的熱電阻隔離式安全柵總體框圖如圖1，安全柵的整體結(jié)構(gòu)包括電源、輸入、輸出3大部分。電路通過隔離變壓器T1、T2實(shí)現(xiàn)電源、信號輸入、信號輸出三者之間的隔離。
    英MTL安全柵由于信號*浮空，增強(qiáng)了信號的抗干擾能力，提高了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，并在本安端采用類似于齊納式安全柵的快速熔斷器和限流、限壓電路實(shí)現(xiàn)能量的限制，保證本安防爆系統(tǒng)的安全性。
    英MTL安全柵電源部分將輸入的+24V直流電源經(jīng)電源變換電路，得到電壓為12V，頻率為100kHz的交流電源，驅(qū)動隔離變壓器T2，以滿足電路的供電與脈沖觸發(fā)需求。
    英MTL安全柵輸入部分利用熱電阻檢測危險(xiǎn)側(cè)溫度，集成電路XTＲ105將熱電阻阻值轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電流，經(jīng)過調(diào)制電路將信號輸入隔離變壓器T1，隔離耦合信號經(jīng)過解調(diào)電路，Z終轉(zhuǎn)換為4～20mA電流輸出。在輸入部分的信號輸入端有限流、限壓等本安保護(hù)電路，限制向危險(xiǎn)區(qū)域傳輸?shù)哪芰恐怠?/p>