安全柵是基于齊納二極管反向擊穿的性能而工作的。齊納安全柵由電壓限制回路、電流限制回路和保險絲等組成，電壓限制回路的作用，是將安全回路側電壓限制在額定工作電壓下。

 

    在電源電壓V1等于齊納安全柵額定工作電壓時，齊納二極管DW1和DW2均不導通，此時安全火花回路側電壓V2等于現場儀表所需供電電壓。當電源電壓V1超過額定工作電壓時，齊納二極管DW1先被擊穿而導通，因此安全火花回路側電壓V2仍保持不變。

 

    當V1升高到等于最大安全保持額定電壓時，流過DW1和DW2中的電流將造成齊納二極管發熱和燒壞時，保險絲RD熔斷，而將電源切斷，達到對安全火花回路側進行保護的目的。

 

    保險絲熔斷時間Tf和齊納二極管熔斷時間TZ，應滿足10Tf＜TZ的要求。在齊納安全柵中，由于采用了厚膜快速熔斷保險絲，使得非安全火花回路側電壓V1的最大安全保持額定電壓為340VDC。

 

    電流限制回路的作用，是將安全火花回路側的電流限制在35mADC以下。對于與變送器配套的齊納安全柵，在變送器輸出電流為4~20mADC范圍內，安全柵對變送器的工作沒有影響。但在變送器發生事故，譬如短路時，則限流回路將安全火花回路側的電流限制在此35mADC以下。

 

    隔離式安全柵

 

    應用概述

 

    工業現場一般需要采用兩線制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再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。

 

    但一些特殊的工業現場不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時還需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止電源高壓與信號之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進入危險場所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—安全柵。

 

    隔離式安全柵，基本有檢測端安全柵和操作端安全柵兩種類型。檢測端安全柵與兩線制變送器配套使用；操作端安全柵與電氣轉換器或電氣閥門配套使用。也有信號輸入等類型隔離式安全柵。

 

    由于隔離式安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險能量從本安端子進入危險現場，提高系統的本安防爆性能，而且還增加了系統的抗干擾能力，大大提高了系統運行的可靠性。

 

    工作原理

 

    24VDC電源經DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。

 

    檢測端隔離式安全柵的原理是：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。

 

    操作端隔離式安全柵的原理是：將調節器或操作器輸出的4-20mADC信號隔離后再輸出4-20mADC的信號，通過本安能量限制電路供給電氣轉換器或現場的電氣閥門定位器使用。

 

    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。