安全柵工作原理、應用及分類

　　安全柵，接在本質安全電路和非本質安全電路之間。將供給本質安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內的裝置。安全柵又稱安全限能器，是本安系統中的重要組成部分。

　　工作原理

　　模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉變為0.2-1VDC后，送入模塊內進行采集、放大、運算和進行抗干擾處理后，再經變壓器調制成輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5∽28.5VDC電壓，通過本安能量限制電路做為供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險信號竄入危險現場。

　　應用

　　安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進入危險場所，及限制送往危險場所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導通，使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用于限制電流。當電壓被限制后，適當選擇電阻值，可將回路電流限制在安全限流值以下。

　　與齊納安全柵相比，隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用之外，還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成，回路限能單元為安全柵的核心部分。此外，輔助有用于驅動現場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據安全柵的功能要求進行信號處理。

　　分類

　　1、齊納式安全柵

　　電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進行限制，從而保證輸出到危險區的能量。

　　1)安裝位置必須有非常可靠的接地系統，顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實際工程應用中難以保證。

　　2)齊納式安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動而造成齊納式安全柵的損壞。

　　3)由于齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩定。

　　2、隔離式安全柵

　　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構，同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比，雖然價格較貴，但它性能上的突出優點卻為用戶應用帶來了更大的受益：

　　1)由于采用了三方隔離方式，因此無需系統接地線路，給設計及現場施工帶來極大方便。

　　2)對危險區的儀表要求大幅度降低，現場無需采用隔離式的儀表。

　　3)由于信號線路無需共地，使得檢測和控制回路信號的穩定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統的可靠性。

　　4)隔離式安全柵具備更強的輸入信號處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，這是齊納式安全柵所無法做到的。

　　5)隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設備使用，并保證兩設備信號不互相干擾，同時提高所連接設備相互之間的電氣安全絕緣性能。