危险环境中的精准度量衡：防爆电子称工作原理揭秘

　　在石油、化工、制药、矿业等存在易燃易爆气体或粉尘的行业，对物料进行称重是日常必需但较具风险的操作。普通电子称产生的电火花或表面高温可能引发灾难性事故。防爆电子称专为此类环境设计，其核心原理并非消除称重功能，而是通过综合性的安全技术，确保整个称重系统在任何工况下都不会成为点火源。
 

　　一、基础称重原理：应变式传感器

　　防爆电子称的“称重”核心与普通电子称相同，基于应变式传感器的工作原理。

　　1.感知形变：传感器由金属弹性体和粘贴其上的应变片组成。当物料重量作用于称台时，弹性体发生微小形变。

　　2.电阻变化：应变片随之形变，其电阻值发生精确变化。

　　3.信号转换：通过惠斯通电桥将电阻变化转换为微弱的毫伏级电压信号。这一信号与载荷重量成正比。

　　二、防爆核心原理：消除引火源

　　防爆电子称的真正核心技术在于如何安全地处理这个微弱的电信号，其防爆原理主要分为以下三种类型：

　　1.本质安全型（Ex i，核心原理）：

　　①理念：从电路设计入手，从根本上限制称重系统在正常或故障状态下可能产生的电火花和热效应的能量，使其低至无法点燃规定的爆炸性气体混合物。

　　②实现：在传感器的激励电压和信号输出回路中，采用齐纳二极管安全栅或隔离式安全栅。这些组件能可靠地将电路中的电压和电流限制在安全阈值以下。即使发生短路、断路等故障，产生的能量也不足为患。这是安全、最灵活的防爆形式。

　　2.隔爆型（Ex d）：

　　①理念：并非防止爆炸，而是将可能产生火花、电弧的部件密封在坚固的隔爆外壳内。

　　②实现：该外壳能承受内部爆炸产生的压力，并通过特殊的接合面间隙（隔爆面）冷却和熄灭内部爆炸的火焰，阻止其向壳外危险环境传播。称重传感器本身也常被设计成隔爆结构。

　　3.正压型（Ex p）：

　　①理念：向仪表外壳内部持续通入洁净的保护性气体，并保持内部压力高于外部环境压力，从而阻止外部可燃性气体进入壳体内部。

　　②实现：需要配套的吹扫系统，通常在通电前需进行预吹扫，确保壳内无可燃气体后才可启动。

　　三、系统协同工作流程

　　一个典型的防爆电子称系统工作流程如下：

　　1.重量感知：防爆型称重传感器将重量转换为毫伏信号。

　　2.安全信号传输：信号通过本质安全电路或经隔爆接线盒处理，通过专用电缆传输。

　　3.安全处理与显示：信号由本质安全型或隔爆型的防爆称重显示器接收。显示器内部同样经过特殊设计，最终将重量值显示出来，并可输出安全的控制信号。

　　结语

　　防爆电子称的工作原理是精密计量技术与爆炸防护技术的深度集成。它通过在电路能量控制（本质安全）、物理结构隔离（隔爆）或环境气体置换（正压）等多个层面构建安全屏障，确保了在危险环境下“能量”与“火花”的绝对可控。理解其工作原理，不仅是正确选型和使用的基础，更是确保高危行业安全生产、保护生命财产不受威胁的必然要求。