在石油、煤礦、化工行業，存在較多爆炸危險場所。在爆炸危險場所工作的 電子衡器，必須進行防爆設計，選用具有“防爆證”的電器產品。在稱重應用中的防爆衡器， 一般是本質安全型與隔爆型兩大類。當選用本安型防爆稱重傳感器、防爆接線盒、防爆安全 柵配套時，就可組成本安型防爆地磅系統。本安防爆技術是一個系統的概念，一般由關聯設 備（安全柵、現場本質安全設備和本質安全用電纜構成。復合本質安全型防爆電子秤，是一 種比較經濟適用的防爆衡器系統，在化工企業得到較多應用。

一、概述

在石油、煤礦、化工行業，存在爆炸危險 的場所。據統計，這些企業中爆炸危險的場所 較多。

（1）煤礦井下約2/3的場所有爆炸性危險；

（2）在石油企業中，約60%_80%場所有爆 炸性危險；

⑶在化工工業中，約80%的生產車間有 爆炸性危險。

所以，在具有爆炸危險的場所工作的電子 衡器，必須是防爆型的電子衡器。

二、防爆基本原理

(一)產生爆炸的基本條件（爆炸三角形原理）

（1）爆炸性物質

爆炸性物質：能與氧氣（空氣）反應的物 質，包括氣體、液體和固體。（氣體：（2）氫氣、 乙炔、甲烷等；液體：酒精、汽油、固體：粉 塵、纖維粉塵等。）

空氣或氧氣

⑶點燃源（如：電火花、表面熾熱） 點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、 靜電火花、高溫、化學反應、光能等。尤其當 儀表、電氣發生故障時。

(二)防止爆炸發生的基本方法

(1)避免形成爆炸性環境一理想的方法；

(2)排除消除可能的點火源一實際的方法；

（3）控制爆炸的危害。

防止爆炸的產生，必從三個必要條件來考 慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸 的產生。

1)預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可 能性；

2）不用或盡量少用易產生電火花的電器元件；

3)采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。

三、防爆地磅基礎簡介

(一）防爆地磅的典型型式 防爆地磅，是專為煤礦、石油、化工、醫藥、 倉儲等有爆炸性氣體和爆炸性粉塵環境而設計的 專用稱重計量設備。

①復合本質安全型防爆電子秤 適用范圍：秤體（承載器）、稱重傳感器、接 線盒在易燃易爆1、2類危險區安裝，稱重儀表置 于安全區，中間采用關聯設備安全柵連接，構成 各種稱重系統。供電：交流220V。

配置本質安全型防爆稱重傳感器、本質安全 型防爆接線盒、本質安全型齊納安全柵。

(2）本質安全型防爆電子秤

秤體、接線盒、稱重傳感器、稱重儀表均安 裝在易燃易爆類危險區的防爆電子秤。供電方式: 直流 6V、24V。

配置本質安全型防爆稱重傳感器、本質安全 型防爆接線盒、本質安全型齊納安全柵和本質安 全型防爆稱重儀表：內置本安型防爆電池盒。

(3)隔爆型防爆電子秤

秤體、稱重傳感器、稱重儀表均在易燃易爆 1、2類危險區的防爆電子秤。供電方式：交流 220V。

配置本質安全型防爆稱重傳感器、本質安全 型防爆接線盒、 本質安全型齊納安全柵。 隔爆儀 表箱：內置安全柵、稱重儀表。

(二）防爆衡器常用的幾種配置方法，如表1 所示。

(三）防爆衡器系統的關聯設備 防爆稱重傳感器、防爆接線盒產品，必須 與安全柵配套，才能組成本安防爆系統。

本安型防爆衡器系統組成。當選用本安型防 爆傳感器、防爆接線盒、防爆安全柵配套時，可 組成本安型防爆衡器系統，如圖1所示。

(四）防爆電器產品選型原則 ①選“防爆證”產品

在我國，防爆電器產品的管理，實行防爆 合格證制度。長期以來，防爆產品實行的是防 爆合格證制度，即凡使用于爆炸性危險場所的 電工產品均需取得防爆合格證才允許使用，己 經成為行業慣例。防爆合格證是強制性的國家 標準GB3836.1-2010的附錄中規定的，因此， 制造商生產防爆產品必須辦理防爆合格證。但 是，防爆合格證并非“防爆認證”，防爆合格證僅僅是對產品的防爆性能進行型式認可。

防爆電器產品選型，首先要選用具有“防爆 證”的防爆產品。并要進行防爆證真偽驗證。國 內防爆證取證單位，目前有如下幾家，它們是：

A、NEPSI國家級儀器儀表防爆安全監督檢測 站（上海，證書編號GYB

B、CQST國家防爆電氣產品質量監督檢驗中 心（河南，證書編號CNEX

C、PPEC中國石油和化學工業電氣產品質量 監督檢驗中心（天津，證書編號CE

D、國家防爆設備質量監督檢驗中心（廣東）

選用“防爆證”產品，要堅持“三不”原則。

1)對防爆證編號弄虛作假的產品堅決不用；

2）對防爆證有效期超期的產品堅決不用；

3)對防爆證名稱與實物標牌、說明書、合格 證等產品名稱不符的產品堅決不用。

(2）適應性原則

選擇防爆電氣設備必須與爆炸性混合物的危 險程度相適應，選擇防爆結構必須適用于危險區 域。

1)電氣設備的防爆型式應與爆炸危險區域相 適應。

2）電氣設備的防爆性能應與爆炸危險環境物 質的危險性相適應；當區域存在兩種以上爆炸危 險物質時，電氣設備的防爆性能應滿足危險程度 較高的物質要求。爆炸性氣體環境內，防爆電氣 設備的類別和溫度組別，應與爆炸性氣體的分類、 分級和分組相對應；可燃性粉塵環境內，防爆電 氣設備的最高表面溫度應符合規范規定。

3)應與環境條件相適應。電氣設備的選擇應 符合周圍環境內化學的、機械的、熱、霉菌以及

風沙等不同環境條件對電氣設備的要求，電氣設 備結構應滿足電氣設備在規定的運行條件下不降 低防爆性能的要求。

4）應符合整體防爆的原則，安全可靠、經濟 合理、使用維修方便。

四、稱重應用中主要防爆部件

在稱重應用中的防爆地磅，一般是本質安全 型與隔爆型兩大類。主要由防爆稱重傳感器、防 爆稱重儀表和關聯設備或附件（防爆電源、安全 柵、防爆接線盒等組成。

(一)本質安全型防爆

(1)本質安全型的設計依據，是國家標準 GB3836.1,GB3836.4。

(2）本安防爆技術是一個系統的概念。本安防 爆系統一般由關聯設備（即安全柳、現場設備 (即本質安全設備）和本質安全系統用電纜構成。

(3)本質安全電路，是一種以抑制點火能源量 為防爆手段的“安全設計”技術。

本安技術實際上是一種低功率設計技術，它能 很好地適用于工業過程中的自動化儀表。

(4）本質安全電路的概念，在標準規定的條件 下，產生的任何火花或熱效應，應均不能點燃規 定的爆炸性氣體環境的電路。

(5)本安電路基本設計采用的技術措施是：限 制電壓、限制電流、限制能量、電路結構分隔措 施和合理選擇元器件的額度參數。

(二)關聯設備一安全柵體質安全型）

安全柵，是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。安全柵主要有齊納式 安全柵和隔離式安全柵兩大類。

(1）安全柵工作原理

安全柵，是重要的關聯設備。齊納安全柵基 本電路如圖2所示。

齊納安全柵的基本電路，由快速熔斷器 FA1，限壓元件VD1、VD2 (齊納二極管或二極 管)，限流電阻R1 (電阻器或非線性元件）三 部分組成。

正常操作條件下，非本安端1、2之間所加 的電壓低于最高電壓Vmax (更低于齊納二極管的齊納電壓），此時VD1、VD2處于不導通狀態， 除有極微小的漏電流以外，是“開路”狀態，安 全柵電路等效于一個電阻串聯在信號回路內，只 要漏電流小于規定值，安全柵電路不會影響系統 的正常工作。

當非本安端發生故障，例如在非本安端1、2 之間因某種原因混入高電壓，使齊納二極管 VD1、VD2反向擊穿，呈“導通”狀態，此時齊納 二極管VD1、VD2把混入的高電壓限制在齊納電 壓上，在安全柵的本安端3、4上不會出現高電 壓，齊納二極管一旦導通以后，其電流急劇上升 (雪崩過程把串聯在電路中的熔斷器FA1瞬時熔 斷，切斷了至現場的高電壓，防止了高電壓引爆 現場爆炸性物質的危險，從而保護了現場設備及 人員的安全。當現場（危險區內）發生故障，例 如負載短路了，安全柵電路中的限流電阻R1立即 起限流作用，把短路電流限制在某一個電流值之 內，這個電流值是安全值，故現場也是安全的。

齊納安全柵的安全保護作用，實際上是對能 量的限制作用，在本質安全防爆系統中，由于安 全柵的功能，所以不論發生任何故障都保證傳輸 到現場（危險區）的能量限制在一個安全值（不 會點燃規定的分級、分組爆炸性氣體混合物）， 從而保證現場安全。

(2)安全柵與應變電橋的連接應用

應變電橋被廣泛用于各種稱重系統中，當與 齊納安全柵組成一個本安系統時，一般要用二只 或二只以上的齊納安全柵。安全柵與稱重傳感器 接線盒的基本聯接方式如下。

1)安全柵基本電路與平衡橋系統的聯接，如 圖3所示。

2）安全柵基本電路與平衡橋標準檢測系統組 成，如圖4所示。

3)安全柵基本電路與三個橋路系統組成，如 圖5所示。

(三防爆稱重傳感器體質安全型）

①稱重傳感器防爆檢驗試驗

TY2015AEX稱重傳感器，經國家級儀器儀表防爆安全監督檢驗站（NEPS)檢測 審查，防爆安全性能符合GB3836.1-2010； GB3836.4-2010 和 GB3836.20-2010 的有關要求， 其防爆標志為：Exia II cT4Ga，防爆合格證號 為：GYB16.1407。

(2)防爆稱重傳感器使用注意

防爆稱重傳感器產品，必須與置放在非危 險場所的關聯設備連接共同組成本安防爆系 統，方可使用于現場存在II c級以下的爆炸性 氣體混合物的場所。

用戶在使用時需注意以下事項：

產品使用溫度及環境溫度范圍：-10V ?+60 °C c

稱重傳感器本體與永久性引入電纜各芯 線間的絕緣強度必須大于500r.m.s。

稱重傳感器在危險場所所附電纜的延伸 必須選用經防爆檢驗機構認可的防爆接線盒。

稱重傳感器的本安參數為：

Ui:30V Ii: 100mA Pi:0.8W Ci:6nF Li:100^ H

關聯設備必須安裝在不含爆炸性汽體混 合物的非危險場所，其安裝使用必須遵守該關 聯設備的使用說明書及GB3836標準的相關規 定要求。

產品與關聯設備本安端之間的連接電纜 必須為屏蔽電纜（必須有絕緣護套），每根芯線 截面積>0.5mm2，其屏蔽層應在安全場所接地。 電纜布線應盡可能排除電磁干擾的影響，其分布 參數必須控制在本安系統認可范圍之內。

0稱重傳感器基本工作原理

TY2015系列電阻應變式稱重傳感器，利用 力-電轉換原理：將電阻應變計粘貼在彈性體 敏感元件上，組成電橋，將力（重量）轉換成 電信號輸出。數字式稱重傳感器，是在模擬傳 感器上加數字式模塊，轉換成數字信號輸出。

★稱重傳感器的彈性敏感元件——把被測 的重量轉換為彈性體的應變值；——電阻應變 計——將彈性體的應變同步轉換為電阻值的變 化；

★應變原理：重力——一(將彈性體縱向 壓縮，橫向拉伸）變形———應變計同步變形一—電阻值改變一—電橋發生不平衡一 —輸出電信號（在電源激勵下）；

★輸出信號與外力（重量成正比。

(4稱重傳感器典型檢測電路 稱重傳感器檢測電路，由惠斯登電橋構成， 如圖 6 所示。

圖6在電路接線中，紅：接電源正極，黃: 接電源負極，藍：接信號輸出正極，白：接信號 輸出負極。

(5）信號電纜接線方法

稱重傳感器電纜一般有5根不同色別的導線， 拉線方法如圖7所示。

(四）防爆接線盒體質安全型）

(1)TY-JX--EX接線盒，經國家級儀 器儀表防爆安全監督檢驗站（NEPSI檢測審查， 防爆安全性能符合 GB3836.1- 2010;GB3836.4- 2010 和GB3836.20-2010的有關要求，其防爆標志為： ExiaIIcT4Ga，防爆合格證號為：GYB16.1408X。

TY-JX接線盒，是電子衡器系統的組成部件 之一。它的主要功能是連接稱重傳感器和稱重儀 表，即將現場稱重傳感器信號經過接線盒連接到 稱重儀表。

(防爆接線盒使用注意

防爆接線盒產品，必須與安全柵配套組成本 安防爆系統，方可使用于現場存在IIc級以下的爆 炸性氣體混合物的場所。

用戶在使用時需注意以下事項：

1)產品使用溫度及環境溫度范圍：-10°C? +60。。。

2）接線盒的本安參數為：

Ui:30V Ii: 100mA Pi:1.2W Ci:6nF Li:100|J H

3)安裝現場不存在對產品外殼有腐蝕性作用 的氣體。

4）產品與關聯設備本安端之間的連接電纜必 須為屏蔽電纜（必須有絕緣護套），每根芯線截面 積>0.5mm2，其屏蔽層應在安全場所接地，電纜布 線應盡可能排除電磁干擾的影響。

5）產品的安裝、使用和維護應同時遵守產品 說明書及GB3836標準的相關規定要求。

(3)線盒與稱重傳感器、稱重顯示儀表的連 接，如圖8所示。

TY-JX接線盒可以接2只?8只傳感器并聯組 秤，稱重傳感器的信號并聯輸出，當各稱重傳感 器的輸出阻抗相等時，總輸出電壓為稱重傳感器 的輸出電壓的算術平均值。各稱重傳感器的輸出 可通過電阻均衡網絡中的可調電阻調整。

TY-JX接線盒的主要功能：多個稱重傳感器 信號和算；多個稱重傳感器信號電纜匯接；電子 秤偏載性能調整。

五、結束語

在石油、煤礦、化工行業，存在爆炸危險的 場所。這些企業中爆炸危險的場所較多。在具有 爆炸危險的場所工作的電子衡器，必須是防爆型 的電子衡器。

防止爆炸的產生，必從三個必要條件來考 慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸 的產生。

防爆產品實行防爆合格證制度，凡使用于爆炸性危險場所的電氣產品均需取得防爆合格證才 允許使用。

在稱重應用中的防爆地磅，一般是本質安全 型與隔爆型兩大類。當選用本安型防爆稱重傳感 器、防爆接線盒、防爆安全柵配套時，就可組成 本安型防爆衡器系統。本安防爆技術是一個系統 的概念。本安防爆系統一般由關聯設備（即安全 柵、現場設備（即本質安全設備）和本質安全系 統用電纜構成。

TY2015AEX本質安全型防爆稱重傳感 器、TY-JX-EX本質安全型防爆接線盒、本質安全 型安全柵及普通稱重儀表組成的復合本質安全型防爆電子秤，是一種比較經濟適用的防爆地磅系 統，在化工企業得到較多應用。