电桥与电位差计供桥电源防爆安全栅

　　一、引言

　　目前在化工企业广泛使用的电子自动平衡电桥与电位差计是非防爆仪表。这些仪表与各种热电阻及热电偶配套组成温度测量系统，若用于具有爆炸性混合物(可燃性气体蒸汽与空气形成的爆炸性混合物)的环境时，必须采取可靠的防爆措施。目前较多采用的措施是选用防爆型(其防爆型式为隔爆型)热电阻及热电偶与电桥、电位差计配套组成温度测量系统。但此类系统在实际使用中存在一些不可避免的缺点，给仪表的使用和维修带来了不少麻烦。如处理一次元件故障时必须停掉仪表电源，而多点测温仪表的停电使其它测量点的检测也不能进行，给工艺操作人员的操作带来一定的困难(往往工艺相关点的测量在同一台表上进行)。由于腐蚀造成的保护套密封及机械强度的破坏均可造成防爆性能的破坏，形成生产中的不安全因素，防爆电阻体及热电偶价钱比较贵，一般比普通型贵20-30%等。

　　为了解决上述间题，我们研制了安全火花型电子自动平衡电桥与电位差计供桥臂电源防爆安全栅。此安全栅可用来对电子自动平衡电桥(直流电桥)及电位差计进行防爆结构的改造。改造后的仪表为本质安全防爆结构，可用于任何爆炸性环境。

　　二、电源安全栅工作原理及性能

　　电源防爆栅电路如原理图(图一)所示。考虑到易于在现有产品仪表结构基础上实现改造，防爆安全栅采用了双层限流限压电路兼有给仪表测量桥臂供直流稳压电源和起防爆安全栅双重作用。

　　防爆安全栅由二极管D1~D9、三极管T1~T4、电阻R5~R8、熔断器B1、B2等组成。D1、D2组成全波整流电路，D3保证流过T1、T3管的全部电流只能分别流经熔断器B1和B2，以便在事故状态下快速熔断B1和B2。D4~D6保证在各种状态下T1-T4管都能处在正常工作状态，保证了送到危险场所去的电流、电压的可控性。

　　D7~D9及R8组成了一级限流限压电路，使可能窜到危险场所去的最大桥路电压不超过2.5伏，最大短路电流不超过5mA(在电源变压器未损坏的情况下)。

　　T1~T4、R5、R6、B1、B2组成又一级限幅限压电路，主要用来防止220V高压直接窜到电源变压器的次级绕组而可能产生的危险。当高压直接窜到变压器次级线圈(如线圈绝缘及隔离屏蔽层破坏的情况)，而且仪表测量线或测量元件与设备相碰时(接地)，由此电路限制其能量。

　　当流过电阻R5、R6的电流大于20mA时，由T1和T2、T3和T4组成的旁路复合管电路导通，将大于20mA的电流通过T1、T8管旁路。当旁路电流大于100mA时，熔断器B1和B2被熔断，从而实现了高压与电路相切除。当仪表测量成悬空时(即没有与设备相接触)，由于T2、T4管的Vceo=40V，当A、B点的电压升至±40V时(对地电压)便使T1、T3管导通，同样可以实现上述过程。这样便限制了可能窜到危险场所去的电路最大并路电压为40V，最大短路电流为20mA，达到了限制可能去危险场所的电路能量的目的。正常工作时，T1~T4管处在截止状态，不导通。