En la medición y el control de los procesos de producción industrial, como la petroquímica y los fertilizantes, se utiliza un gran número de caudalímetros electromagnéticos que pueden resolver el problema de la corrosión del medio. Sin embargo, en los centros de producción de estas industrias, a menudo hay gases explosivos y vapores de líquidos inflamables. Por lo tanto, se requieren caudalímetros electromagnéticos a prueba de explosiones.
En cuanto a la prueba de explosiones, debe tener claro el principio, el método, la clasificación y la norma de la prueba de explosiones, establecer una comprensión preliminar de la prueba de explosiones y comprender los conocimientos básicos de la prueba de explosiones. La explosión se produjo cuando se cumplieron tres condiciones al mismo tiempo:
a. Hay sustancias explosivas en el lugar, como gas explosivo;
b. Hay oxígeno en el lugar;
c. Hay fuentes explosivas en el lugar, como chispas eléctricas con suficiente energía o una temperatura superficial de los objetos suficientemente alta.
Evidentemente, eliminando cualquiera de las tres condiciones se puede conseguir la protección contra explosiones. Como el oxígeno está en todas partes, es difícil de controlar. Por lo tanto, el control de los gases explosivos y la detonación de las fuentes son los dos principios a prueba de explosiones más comunes, y el principio a prueba de explosiones de controlar el alcance de la explosión se utiliza a menudo en la industria de instrumentos.
Cree artificialmente un espacio libre de gas explosivo en el lugar peligroso e instale el instrumento en él. El representante típico es el método a prueba de explosiones de tipo presión positiva Ex P0.
El método consiste en instalar el instrumento en una caja sellada, llena de aire limpio o gas inerte, y mantener la presión del aire dentro de la caja ligeramente superior a la presión del aire fuera de la caja para que los gases explosivos no puedan entrar en la caja.
Se utiliza un método a prueba de explosiones para almacenar nitrógeno a presión positiva en la carcasa de sellado del sensor, y la carcasa de sellado del convertidor está diseñada con juntas de entrada y salida de aire limpio o gas inerte. El método a prueba de explosiones es el caudalímetro electromagnético con el principio de presión positiva a prueba de explosiones.
La explosión se confina artificialmente a un rango limitado, y la explosión en este rango no provocará una explosión mayor. Un representante típico es Exd, que es un método a prueba de explosiones.
El principio de funcionamiento consiste en diseñar una envolvente suficientemente resistente para el instrumento o en colocar el instrumento y los aparatos eléctricos en una envolvente suficientemente resistente.
Todas las interfaces se diseñan, fabrican e instalan respetando estrictamente las normas, de modo que la explosión en la envolvente no provoque la activación de la máquina. La explosión de gas peligroso fuera de la envolvente. Obviamente, se trata de un duro método a prueba de explosiones.
No sólo las especificaciones de diseño y fabricación son extremadamente estrictas. Además, los procedimientos operativos de instalación, cableado y mantenimiento también son muy estrictos, y no se permite ningún error.
Eliminar la fuente de detonación artificialmente, lo que no sólo elimina la chispa que detona, sino que también elimina el aumento de temperatura de la superficie del instrumento que es suficiente para la detonación. Un representante típico es Ex I, un método de detonación intrínsecamente seguro.
El principio de funcionamiento utiliza la barrera de seguridad para limitar la energía eléctrica suministrada al instrumento de campo dentro de un rango seguro que no puede generar suficientes chispas para detonar ni producir suficiente calor para detonar la superficie del instrumento.
Según la norma internacional IEC60079-1:1998 y la norma nacional GB3836.2-2000, cuando se produce algún fallo en el equipo conectado a la zona segura de la barrera de seguridad (no más de 250 V de tensión), el método a prueba de explosiones intrínsecamente seguro puede garantizar la seguridad a prueba de explosiones in situ.
Cuando el equipo de seguridad intrínseca de clase Ex ia está en funcionamiento normal, se produce un fallo, y la mezcla de gases explosivos no puede inflamarse cuando se producen dos fallos.
Los métodos a prueba de explosiones intrínsecamente seguros garantizan la seguridad a prueba de explosiones durante el desmontaje, la inspección y el mantenimiento de instrumentos bajo tensión.
Obviamente, el método intrínsecamente seguro es el más seguro y fiable a prueba de explosiones. Por lo tanto, está permitido en las ocasiones más peligrosas.
Como la mayoría de los países del mundo, nuestro país divide en tres niveles los lugares peligrosos con mezclas explosivas gaseosas, vaporosas o neblinosas:
Zona 0: En esta zona, la mezcla explosiva mencionada anteriormente continuará o existirá durante mucho tiempo durante el funcionamiento normal. En otras palabras, hay más de 1000h al año.
1 Zona (Zona 1): En esta zona, la mezcla explosiva mencionada existe ocasionalmente durante el funcionamiento normal. En otras palabras, hay más de 10h al año, pero no más de 1000h.
2 Zona (Zona 2): En esta zona, la mezcla explosiva mencionada rara vez está presente. E incluso si existe, es temporal. En otras palabras, sólo existe durante menos de 10 horas al año.
El caudalímetro electromagnético se diferencia de otros transmisores de dos hilos en que es una combinación de sensores y convertidores.
El convertidor tiene que proporcionar una corriente de excitación mayor a la bobina de excitación del sensor, que a menudo supera la corriente de bucle y la tensión límite superior definidas por la norma antideflagrante. En el circuito del convertidor hay inevitablemente una capacitancia del elemento de almacenamiento de energía de gran capacidad, y la bobina de excitación del sensor es Una gran inductancia del elemento de almacenamiento de energía aumenta la dificultad del diseño y la fabricación a prueba de explosiones del caudalímetro electromagnético intrínsecamente seguro a prueba de explosiones.
En los últimos años, los caudalímetros electromagnéticos de dos hilos de baja potencia recientemente desarrollados son relativamente fáciles de convertir en productos a prueba de explosiones intrínsecamente seguros.
Entre los productos a prueba de explosiones de caudalímetros electromagnéticos, están los productos a prueba de explosiones según el método a prueba de explosiones de tipo de presión positiva Exp mencionado anteriormente, la carcasa del convertidor, y la carcasa del sensor a prueba de explosiones que cumple con el método a prueba de explosiones Ex d estándar, y el sensor encapsulado de tipo a prueba de explosiones relleno de arena.
Más es instalar el convertidor en una zona segura donde no haya gases ni materiales explosivos, aislarlo con una barrera de seguridad a prueba de explosiones y conectarlo al sensor instalado en la zona explosiva (véase la Figura 3-41). Debido a la limitación de energía de la barrera de seguridad, la tensión, y actualmente enviada al lugar peligroso es limitada.
El Zener Z se utiliza para limitar la tensión, de modo que la tensión en ambos extremos del Zener se mantenga siempre por debajo de la tensión de seguridad: la resistencia R se utiliza para limitar la corriente, y la selección adecuada del valor de la resistencia puede limitar la corriente de bucle dentro del límite de corriente de seguridad; la función del fusible F Es evitar que la corriente grande a largo plazo que fluye a través del tubo Zener se funda y provoque el fallo de limitación de la tensión de bucle. Para garantizar la seguridad del límite de tensión del circuito, el fusible debe ser del tipo de fusible de alta velocidad.
La velocidad de fusión es 10 veces más rápida que la avería del tubo Zener. Como se muestra en la Figura 3-41, el circuito utiliza tres tubos zener en conexión paralela redundante, lo que puede garantizar el funcionamiento normal de la barrera de seguridad. Si hay un fallo o dos fallos, la energía de salida puede limitarse de forma fiable dentro del rango especificado por los parámetros de seguridad. De este modo se cumplen los requisitos de seguridad intrínseca de nivel ia.
El sensor puede diseñarse y fabricarse de acuerdo con las normas pertinentes, como el método a prueba de explosiones de tipo presión positiva Ex p, el método a prueba de explosiones de tipo aislamiento Ex d, el método a prueba de explosiones de tipo seguridad aumentada Ex e, el método a prueba de explosiones de tipo encapsulado Ex m y el método a prueba de explosiones relleno de arena Ex q.