本质安全型仪表设计应用示例色环电阻

本质安全型仪表设计应用示例

本质安全型仪表设计应用示例 2011： 一等效简化携带式可燃性气体报警器的电路图，如图1，电路9V层叠式电池供电，报警喇叭音圈电感量值为10mH、内阻2Ω，喇叭工作时流过音频电流最大值为10mA，隔直电容量为1uF。仪表使用在ⅡC级氢气环境。⑴ 评定步骤①电源的本安性能。干电池电压9V，考虑新电池1．1倍的安全系数，电源电压应按9．9V计算，电池的最大短路电流确定，可按电池厂提供的电池内阻范围（按最小值），也可测量许多新电池的短路电流确定，经计算和测定相接近取最大短路电流为1．5V。由电源电压9．9V查曲线图3-8-1，ⅡC级曲线，最小点燃电流可达10A以上，再除以安全系数2，最大允许电流值可达5A，大于实际1．5A，确认电源具有本安性能。②放大器的本安性能。经等效电路放大器无储能元件，可认为放大器属电阻性电路，放大器最严酷的电压即电源电压、考虑放大器晶体管短路，相当于电源电压短路也属于安全的，实际放大器尚有集电极等电阻存在短路电流远比电源短路小，确认放大器具有本安性能。图1 携带式可燃性气体报警器等效简化电路③隔直电容的本安性能。不考虑电容损坏，电容器的最高工作电压是9．9V，考虑电容器电容量误差±10%，1uF电容器应为1．1uF计算，查曲线图3-8-3，电容器最小点燃电压为20V，再除以安全系数2，最大允许电压为10V，大于9．9V，确认电容器在正常工作时是具有本安性能。④喇叭的本安性能。喇叭在正常工作时，因有隔直电容存在没有直流通过，只有音频信号10mA流过，考虑交流峰值影响，流过喇叭电感的电流为10×=14．1mA，查曲线图3-8-6，10mH电感量最小点燃电流为90mA，除以安全系数2，最大允许电流值为45mA，大于10mA，也具有本安性能。⑤电路故障状态下本安性能。最严酷的故障是隔直电容短路，选电源电压9．9V直接加到喇叭音圈，此刻流过喇叭电感线圈的电流可达9．9V2Ω接近5A，远远大于允许的最大电流45mA，不符合本安性能要求。因此，图1(a)电路不符合本安要求。⑵ 本安性能的设计方案提高和解决上述电路的本安性能，可采用下述方案：降低电路电源电压或减小电容值，或者把这个电容采用两个2uF电容串联，每个电容器耐压值提高到至少3倍的电源电压，即每个耐压都在30V以上，并且将这两个电容胶封一体，作为可靠元件，可以认为这组电容不再发生故障。

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