电极法氨氮监测仪的防爆设计与危险场所应用

在石油化工、制药等存在易燃易爆气体的危险场所，电极法氨氮监测仪需具备防爆设计，确保在潜在爆炸性环境中安全运行，核心技术与应用要点如下：

防爆等级与标准依据

核心标准：

国内：GB 3836 系列标准（如 GB 3836.1-2010《爆炸性环境 第 1 部分：设备通用要求》、GB 3836.2-2010《隔爆型 “d"》）。

国际：IEC 60079 系列标准、ATEX 指令（欧盟），用于出口仪器的防爆认证。

典型防爆等级：根据危险场所划分（如 Zone 1 区为连续或长时间存在爆炸性气体，Zone 2 区为偶然存在），常用等级为 “Ex d IIB T4 Gb"，其中：

“Ex d" 表示隔爆型（通过外壳隔离内部爆炸，不引燃外部）；

“IIB" 表示适用于 IIB 类爆炸性气体（如乙烷、丙烷，爆炸危险性中等）；

“T4" 表示最高表面温度≤135℃（低于多数气体的引燃温度，如甲烷引燃温度 538℃）；

“Gb" 表示设备保护级别（适合 1 区和 2 区）。

防爆设计关键技术

隔爆外壳设计：

材质与强度：主机外壳采用铸铝合金（ADC12） 整体压铸成型，壁厚≥10mm，经水压试验（0.6MPa，1 分钟无泄漏）验证，能承受内部爆炸压力（≥0.3MPa）而不破裂。

接合面处理：外壳盖与主体的接合面采用止口结构，间隙≤0.1mm，长度≥25mm（火焰通路长度），确保内部爆炸产生的火焰在通过接合面时被冷却至引燃温度以下。

引入装置：电缆引入采用防爆格兰头（如 M20×1.5），内部配备耐油橡胶密封圈，电缆穿过时压紧密封圈，达到防尘防水（IP65）和隔爆要求。

内部部件防爆：

电气元件：光源、电机、传感器等选用防爆型（如 Ex ia IIC T4），其正常工作和故障状态下产生的电火花或热效应均不会引燃爆炸性气体。

电路设计：采用限流限压措施（本质安全电路），确保电路故障时电流＜50mA、电压＜30V，能量＜0.2mJ（低于多数气体的最小点燃能量）。

电池防爆（便携式）：若为电池供电，选用本安型锂电池（如 Ex ia IIC T4），电池组外壳采用不锈钢材质，内置过充、过放、短路保护电路，防止电池故障产生火花。

散热与通风：隔爆外壳密封导致散热困难，需通过优化结构（如外壳外表面增加散热筋，散热面积增加 50%）和低功耗设计（整机功耗＜10W）控制内部温度，确保外壳表面温度≤135℃（T4 级要求）。

危险场所应用规范

安装要求：

选址：安装在与危险场所等级匹配的区域（如 Ex d IIB T4 仪器安装在 IIB 类 Zone 2 区），远离可能的泄漏源（如阀门、法兰），距离≥3 米。

接地：外壳需可靠接地（接地电阻＜4Ω），防止静电积累产生火花；接地线选用黄绿双色铜芯线（截面积≥2.5mm²），连接至专用接地极。

维护要求：

维护需在非爆炸性环境（如停产、通风置换后，气体浓度＜下限的 25%）或使用防爆工具（如铜制扳手）进行，严禁在危险环境中打开隔爆外壳。

不得擅自更换非防爆部件（如用普通电极替代防爆电极），否则会破坏防爆完整性，需由厂家授权人员进行维修和部件更换。

认证要求：仪器需通过国家防爆电气产品质量监督检验中心（CQST）的防爆认证，取得《防爆合格证》，并在铭牌上清晰标注防爆等级、证书编号，方可在危险场所使用。