對于礦用電氣產(chǎn)品,其防爆安全性關(guān)重要。目前,我防爆電氣產(chǎn)品的類型主要以隔爆型和本質(zhì)安全型為主;并且只有本安設(shè)備能夠用在0區(qū)危險場所。礦用本質(zhì)安全型產(chǎn)品要做本質(zhì)安全性能檢驗,其中本安火花試驗是 重要的檢驗項目之。
當(dāng)電路發(fā)生通斷時,會以火花形式釋放能量。能量大于某臨界值時,便會點燃爆炸性氣體混合物,從而引發(fā)爆炸。本安設(shè)計就是要控制電路產(chǎn)生的電火花能量,從而實現(xiàn)電路的本質(zhì)安全。本質(zhì)安全電路要求在正常工作和故障狀態(tài)下都必須是安全的,所產(chǎn)生的電火花均不足以點燃周圍環(huán)境中的爆炸性混合氣體。
電磁流量計本安勵磁電路
電磁流量計傳感器勵磁電流是產(chǎn)生電火花的危險源,電磁流量計要用于井下, 先得勵磁電路達到本質(zhì)安全要求。
電磁流量計傳感器電氣部分由2個線圈組成,
其電參數(shù)主要是電阻和電感,電阻值為40-60Ω(兩線圈串聯(lián)),電感量為100-300mH,其中電感量是危險源所在。當(dāng)電流流過電感線圈時,在線圈內(nèi)部會產(chǎn)生磁場,磁場貯存能量,當(dāng)電路斷開時,儲存在線圈中的能量就會以火花的形式釋放出來,應(yīng)此必須吸收或泄放線圈的貯能才能達到本安的要求。
在線圈兩端并聯(lián)緒流支路,以泄放線圈儲存的磁場能,降低通斷時的電火花能量。如圖5所示。
在正常狀態(tài),它不響電路工作,當(dāng)電路斷開時,它與線圈組成泄放回路,將電壓鉗位在二管正向?qū)▔航担?.7V左右)。
但是,簡單的緒流二管只適用于直流電路,即單向電流情況。為了避電化現(xiàn)象和消除市電噪聲干擾,電磁流量計需采用低頻矩形波勵磁,因此勵磁信號是周期性雙向電流,如圖6所示。
因此,傳統(tǒng)的普通二管無法滿足應(yīng)用。
這里,電磁流量計我們采用種新型的瞬態(tài)電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor),簡稱TVS管。TVS管是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的種新型電子元件,當(dāng)TVS管兩端產(chǎn)生瞬間的壓沖擊時,它能以的速度( 達1/1012秒)驟然降低阻抗為導(dǎo)通狀態(tài),吸收電流,泄放能量。它的點是:響應(yīng)速度快(ps)、鉗位精準(zhǔn)(0.1V)、泄放能里強(幾A到幾百, 重要的點,它可以實現(xiàn)雙向鉗位泄放,滿足我們雙向勵磁的要求,不響電磁流量計正常工作并起到抑制火花作用。
在激磁電流是125mA,線圈電阻為45Ω 情況下,線圈工作電壓為5.625V,我們選用6.8V雙向TVS管P6KE6.8CA做泄放回路,其反應(yīng)速度快,開關(guān)延遲約為1ps,鉗位精準(zhǔn),有效抑制了能量外泄。
完整的勵磁電流邏輯電路。此電路通過了家安全生產(chǎn)礦用設(shè)備檢測檢驗中心防爆站并聯(lián)、串聯(lián)、短路、斷路等安全實驗測試,達到本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)。