Принцип работы искробезопасного барьера Зенера
Барьер Зенера основан на использовании стабилитронов (диодов Зенера), которые ограничивают напряжение, проходящее через барьер, до безопасного уровня. Это достигается благодаря следующим элементам:
Стабилитроны:
- Стабилитрон – это полупроводниковый диод, который обладает свойством лавинного пробоя.
- При достижении на нем определенного обратного напряжения (напряжения Зенера) происходит резкое увеличение тока, что приводит к стабилизации напряжения на его выводах.
- В барьере Зенера стабилитроны используются для ограничения напряжения, подаваемого в искроопасную цепь.
Ограничительные резисторы:
- Вместе со стабилитронами используются резисторы, которые ограничивают ток, проходящий через барьер.
- Это необходимо, чтобы в случае короткого замыкания или другой неисправности в искроопасной цепи ток не превысил допустимое значение, способное вызвать искру.
Гальваническая изоляция:
- Барьер Зенера обеспечивает гальваническую изоляцию между искробезопасными и искроопасными цепями.
- Это означает, что между ними нет электрического контакта, что исключает возможность протекания тока между ними.
Преобразование сигнала:
- В некоторых случаях барьеры Зенера могут преобразовывать сигналы из искроопасной цепи в безопасный формат.
- Это необходимо, например, для того, чтобы использовать искробезопасные датчики с обычными приборами, которые не являются искробезопасными.
Индикация:
- Барьеры Зенера могут иметь индикаторы, которые отображают наличие питания, а также различные аварийные сигналы.
- Это позволяет контролировать работу барьера и своевременно реагировать на неисправности.
Пример работы:
Представим, что в искроопасной зоне установлен датчик температуры, который необходимо подключить к прибору, находящемуся в безопасной зоне.
- Датчик подключается к искробезопасной цепи барьера Зенера.
- Барьер Зенера ограничивает напряжение и ток, подаваемые на датчик, до безопасного уровня.
- Преобразует сигнал от датчика в безопасный формат.
- Передает преобразованный сигнал на прибор, находящийся в безопасной зоне.
Виды барьеров Зенера с искробезопасной цепью
По типу искробезопасной цепи:
- Барьеры для искробезопасных цепей «ia» (особовзрывобезопасные): обеспечивают самый высокий уровень безопасности и могут использоваться во взрывоопасных средах с высоким риском воспламенения.
- Барьеры для искробезопасных цепей «ib» (взрывобезопасные): менее безопасны, чем барьеры «ia», но могут использоваться во взрывоопасных средах с низким риском воспламенения.
По типу сигнала:
- Барьеры для токовых цепей: используются для передачи токовых сигналов, например, от датчиков температуры или давления.
- Барьеры для аналоговых цепей: используются для передачи аналоговых сигналов, например, от 4-20 мА датчиков.
- Барьеры для цифровых цепей: используются для передачи цифровых сигналов, например, от датчиков положения или реле.
По количеству каналов:
- Одноканальные: предназначены для одного искробезопасного канала.
- Многоканальные: предназначены для нескольких искробезопасных каналов.
По наличию дополнительных функций:
- Барьеры с индикацией: имеют индикаторы, которые отображают наличие питания, а также различные аварийные сигналы.
- Барьеры с защитой от перегрузки: имеют встроенную защиту от перегрузки по току или напряжению.
- Барьеры с гальванической изоляцией: обеспечивают гальваническую изоляцию между искробезопасными и искроопасными цепями.
По типу монтажа:
- Барьеры для монтажа на DIN-рейку: предназначены для установки на DIN-рейку в щитах управления.
- Барьеры встраиваемого исполнения: предназначены для встраивания в другое оборудование.
Область применения барьеров Зенера
Нефтегазовая промышленность:
- Контроль уровня и температуры нефти и газа в резервуарах
- Управление задвижками и насосами
- Мониторинг состояния трубопроводов
- Системы безопасности на нефтеперерабатывающих заводах
Химическая промышленность:
- Контроль параметров технологических процессов
- Системы управления горелками и печами
- Анализаторы состава газов и жидкостей
- Системы безопасности на химических предприятиях
Горнодобывающая промышленность:
- Контроль уровня и взрывоопасности шахтных газов
- Управление шахтным оборудованием
- Системы связи и сигнализации
- Системы безопасности на шахтах
Фармацевтическая промышленность:
- Контроль параметров технологических процессов
- Системы управления стерильными помещениями
- Анализаторы качества продукции
- Системы безопасности на фармацевтических предприятиях
Лакокрасочная промышленность:
- Контроль параметров технологических процессов
- Системы управления взрывоопасными растворителями
- Анализаторы состава красок
- Системы безопасности на лакокрасочных предприятиях
Военная промышленность:
- Системы управления оружием
- Системы связи и сигнализации
- Системы безопасности на военных объектах
Пищевая промышленность:
- Контроль параметров технологических процессов
- Системы управления конвейерами
- Анализаторы качества продукции
- Системы безопасности на пищевых предприятиях
