安全柵的原理圖

安全柵（Safetybarrier）又稱為安全限能器，廣泛應(yīng)用于本安型物位儀表中，是本安防爆系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分。安全柵，實(shí)際意義指接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間的部件，是一種將供給本質(zhì)安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內(nèi)的安全性能裝置。簡單來說，安全柵的主要功能是防止安全區(qū)域中的危險(xiǎn)能量進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，使得送往危險(xiǎn)區(qū)域的電壓和電流被限制。

安全柵主要分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。

齊納管（Zenerdiodes），又稱為齊納二極管、穩(wěn)壓二極管，是齊納式安全柵的核心元件。在齊納式安全柵電路中，為限制危險(xiǎn)區(qū)域的能量傳輸，其常采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能進(jìn)行限制。

齊納式安全柵的工作原理簡單、價(jià)格低廉，但因其可靠性不高，在很大程度上限制了自身的應(yīng)用范圍，具體的安裝要求有：

1、必須安裝于完善的接地系統(tǒng)內(nèi)，且為了安全保護(hù)，該齊納式安全柵的接地電阻應(yīng)小于1Ω。但這樣的要求在實(shí)際工程應(yīng)用中很難達(dá)到。

2、齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，易造成輸出不穩(wěn)定。

3、齊納式安全柵對電源有較大影響，同時(shí)，也非常容易因電源的波動(dòng)而損壞。

4、危險(xiǎn)區(qū)域的儀器儀表必須屬于隔離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后無法保證信號(hào)傳送的準(zhǔn)確無誤。又由于信號(hào)接地直接降低了信號(hào)的抗干擾能力，大大影響了系統(tǒng)本身的穩(wěn)定程度。

相比之下，隔離式安全柵不但有限能功能，并且還有隔離功能，它主要由回路限能單元、信號(hào)和電源隔離單元、信號(hào)處理單元組成。

隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu)，完全符合本安型限制能量的要求。盡管價(jià)格稍高，但其較為突出的優(yōu)點(diǎn)能夠?yàn)橛脩魩砀嘁嫣帲唧w表現(xiàn)在：

1、采用了三方隔離方式，無需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工帶來極大方便。

2、其信號(hào)線路無需共地，使得檢測和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性以及抗干擾能力大幅增強(qiáng)，且提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

3、具備較好的輸入信號(hào)處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號(hào)。

4、對危險(xiǎn)區(qū)域的儀表無太多要求，無需采用隔離式儀器儀表。

5、可輸出兩組相互隔離的信號(hào)，以提供給使用同一信號(hào)源的兩臺(tái)設(shè)備，并保證該兩設(shè)備信號(hào)互不干擾，同時(shí)又可以提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。

如今，隔離式安全柵被廣泛應(yīng)用于射頻導(dǎo)納料位開關(guān)、阻旋料位開關(guān)、浮球液位計(jì)等物位儀表中。總的來說，齊納式安全柵和隔離式安全柵的特點(diǎn)和性能差異很大，隔離式安全柵有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，且被廣泛應(yīng)用，其價(jià)格雖然高于齊納式安全柵，但是無論從設(shè)計(jì)、施工、安裝、調(diào)試及維護(hù)成本來說，其綜合成本與帶來的便捷程度要遠(yuǎn)比齊納式安全柵更具優(yōu)勢。如今，在要求較高的工況中，幾乎都采用了隔離式安全柵作為主要本安型防爆儀表，換句話說，齊納式安全柵現(xiàn)已逐漸被隔離式安全柵所取代。

審核編輯：符乾江