摘要:二是防爆防护等级(决定其在危险环境中的安全适用性,与生产场所的爆炸风险直接相关)。两者共同决定了变送器能否在特定生产场景中安全、准确地工作,以下是详细解析:
防爆压力变送器的 “压力等级” 需从两个核心维度理解:
一是测量压力等级(决定其能检测的压力范围,与生产工艺直接相关)
二是防爆防护等级(决定其在危险环境中的安全适用性,与生产场所的爆炸风险直接相关)。两者共同决定了变送器能否在特定生产场景中安全、准确地工作,以下是详细解析:
一、核心维度 1:测量压力等级(工艺适配性)
测量压力等级是指#压力变送器生产厂家#变送器能够准确检测、转换的压力范围,直接匹配生产过程中需要监控的 “介质压力参数”,是选型的首要依据。其分类方式基于压力的物理特性和工业应用场景,主要包括以下类型:
压力等级类型
压力范围定义
典型生产应用场景
关键说明
负压 / 真空级 压力值<标准大气压(绝对压力<101.325kPa),常见范围:-100kPa ~ 0kPa(表压) 1. 化工领域:真空蒸馏、真空干燥(如有机溶剂提纯);
2. 制药领域:真空浓缩、冻干设备;
3. 食品领域:真空包装、真空脱气 需重点关注 “真空度稳定性”,避免因压力波动导致测量偏差,部分场景需防介质冷凝(如低温真空环境)
微压级 压力值接近大气压,常见范围:0 ~ 1kPa、0 ~ 10kPa(表压) 1. 环保领域:烟气脱硫脱硝系统的烟道压力监测;
2. 通风领域:洁净车间、实验室的风压控制;
3. 食品加工:发酵罐的微压(防止杂菌进入) 对变送器的 “分辨率” 要求极高(需检测微小压力变化),通常选用电容式或压电式高精度传感器
低压级 常见范围:0 ~ 0.1MPa、0 ~ 0.6MPa(表压) 1. 水处理:自来水管道、污水处理池液位(通过压力换算液位);
2. 轻工领域:注塑机进料口压力、涂料输送管道;
3. 石油化工:低压溶剂储存罐的压力监测 适用场景广,性价比高,需注意介质腐蚀性(如污水需选耐酸碱材质)
中压级 常见范围:0 ~ 1MPa、0 ~ 10MPa(表压) 1. 石油领域:原油输送管道、低压油气井井口压力;
2. 化工领域:反应釜(如酸碱中和反应,压力中等且稳定);
3. 机械制造:液压系统低压段压力监测 需平衡 “测量精度” 与 “耐压强度”,部分场景需耐高温(如热油输送管道,温度可达 150℃以上)
高压级 常见范围:0 ~ 20MPa、0 ~ 100MPa(表压) 1. 石油开采:高压油气井井口、压裂作业设备;
2. 能源领域:高压锅炉蒸汽压力、天然气长输管道(压力通常 20~40MPa);
3. 航天航空:测试台高压液压系统(如发动机部件耐压测试) 核心要求是 “结构强度”,传感器需选用高强度合金(如 Monel、哈氏合金),且密封性能需符合高压标准(如 API 6A)
超高压级 压力>100MPa(表压),常见范围:0 ~ 200MPa、0 ~ 1000MPa 1. 科研领域:材料超高压测试(如金刚石合成);
2. 特殊工业:超高压水射流切割设备(压力 300~500MPa);
3. 石油钻井:超深井(>6000 米)井口压力监测 属于小众特种场景,变送器需定制化设计,传感器多采用应变片式(耐高压且稳定性强),且需定期校准耐压性能
二、核心维度 2:防爆防护等级(安全适配性)
防爆防护等级是指变送器在 “爆炸性气体 / 粉尘环境” 中的安全防护能力,依据国际 / 国内防爆标准划分,直接决定其能否在特定危险生产场所使用(如化工车间、油气站),是安全生产的核心保障。
1. 按防爆结构分类(主流类型)
防爆等级类型
防爆原理
适用生产环境
与生产的关系
隔爆型(Ex d) 将可能产生火花的电路 / 部件密封在 “隔爆外壳” 内,即使内部爆炸,外壳也能阻止火焰外泄,避免点燃外部爆炸性混合物 1. 石油化工:甲、乙类易燃液体储罐区(如汽油、乙醇储罐);
2. 煤矿:井下瓦斯环境(需额外符合煤矿防爆标准 GB 3836.2);
3. 制药:溶剂回收车间(如甲醇、丙酮蒸汽环境) 生产中若存在 “高浓度爆炸性气体”(如密闭储罐顶部空间),必须选用隔爆型;外壳需定期检查密封性(如螺栓是否松动),避免防爆失效
本安型(Ex ia/ib) 通过限制电路中的电流、电压,使电路在正常 / 故障状态下产生的能量不足以点燃爆炸性混合物(ia 级安全性高于 ib 级) 1. 化工:连续生产的反应釜控制室(低能量风险环境);
2. 食品:酒精发酵车间(低浓度乙醇蒸汽);
3. 电子:含易燃溶剂的清洗车间(如异丙醇蒸汽) 适用于 “长期连续运行、低爆炸风险” 的生产场景,需配套本安型电缆和安全栅(限制能量输入),安装成本低于隔爆型,但对电路稳定性要求高
增安型(Ex e) 对设备的电路、绝缘、外壳等进行 “加强设计”(如提高绝缘等级、增加外壳防护),避免产生火花或高温,降低爆炸风险 1. 轻工:喷漆车间(低浓度油漆蒸汽);
2. 化工:辅助管道(如溶剂输送的旁通管道,压力稳定且无剧烈波动);
3. 冶金:煤气净化车间(低浓度煤气环境) 不适用于 “可能产生剧烈压力波动或高温” 的生产场景(如反应釜进料口),通常作为辅助区域的防爆选择,需定期检测绝缘性能
粉尘防爆型(Ex tD) 针对 “可燃性粉尘环境”(如面粉、铝粉、煤粉),通过外壳密封或结构设计,防止粉尘进入设备内部,避免粉尘堆积引发爆炸 1. 食品:面粉加工厂、淀粉生产车间;
2. 冶金:铝粉 / 镁粉加工车间;
3. 化工:塑料颗粒干燥车间(塑料粉尘) 生产中若存在 “可燃性粉尘”(而非气体),必须选用粉尘防爆型;需定期清理外壳表面积尘,避免粉尘堆积导致散热不良或点燃风险
2. 按危险区域划分(与防爆等级匹配)
生产场所的危险区域划分(如 Zone 0/1/2 为气体环境,Zone 20/21/22 为粉尘环境)直接决定防爆等级的选型:
Zone 0(气体环境,连续 / 长期存在爆炸性气体):仅允许Ex ia级本安型;
Zone 1(气体环境,正常运行时可能偶尔存在):可选用 Ex d(隔爆)、Ex ia(本安)、Ex e(增安);
Zone 2(气体环境,正常运行时极少存在):可选用 Ex d、Ex ib、Ex e;
Zone 20(粉尘环境,连续 / 长期存在可燃性粉尘):仅允许 Ex tD A21 级;
Zone 21(粉尘环境,正常运行时可能偶尔存在):可选用 Ex tD A21/A22 级;
Zone 22(粉尘环境,正常运行时极少存在):可选用 Ex tD A22 级。
三、压力等级与生产的核心关系
测量压力等级:决定生产工艺的 “精度与稳定性”
若测量压力等级选错(如用低压变送器测高压介质),会直接导致:
设备损坏:传感器过载破裂,引发介质泄漏(如高压油气泄漏);
工艺失控:测量值偏差过大,导致反应釜压力超标、管道超压爆炸等安全事故;
产品不合格:如真空干燥设备压力控制不准,导致物料干燥不彻底或过热分解。
防爆防护等级:决定生产环境的 “安全性”
若防爆等级低于场所要求(如用增安型测 Zone 1 区域的高压油气),会导致:
防爆失效:设备产生的火花 / 高温点燃爆炸性混合物,引发爆炸或火灾;
合规风险:不符合国家防爆标准(如 GB 3836、GB 12476),面临监管处罚;
人员伤亡:爆炸事故直接威胁生产人员安全,造成设备和厂房损毁。
两者结合:实现 “安全 + 精准” 的生产监控
例如:石油开采的 “高压油气井井口” 场景,需同时满足:
测量压力等级:高压级(如 0~60MPa),匹配井口高压环境;
防爆防护等级:Ex d IIC T6(隔爆型,适用于 Zone 1 区域的易燃易爆气体,耐温等级 T6 表示表面温度≤85℃,避免点燃油气)。
四、选型建议(生产应用中的关键注意点)
优先明确生产场景的 “压力范围” 和 “危险等级”:先确定需监测的介质压力(如反应釜正常压力 0~5MPa,峰值 8MPa,应选 0~10MPa 量程以留余量),再根据场所划分(如 Zone 1 气体环境)选择防爆类型。
考虑介质特性:腐蚀性介质(如盐酸、氢氟酸)需选耐蚀材质(如 Monel 合金、PTFE 衬里),高温介质(如蒸汽)需选耐高温传感器(工作温度>150℃)。
遵循标准合规性:国内生产需符合 GB 3836(气体防爆)、GB 12476(粉尘防爆)
来源:小林论科技