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电磁流量计的防爆电路的设计

安徽省锐凌计量器制造有限公司2014年7月29日 17:47 点击:766

   传感器励磁电流是产生电火花的危险源,电磁流量计要用于井下,首先得励磁电路达到本质安全要求。

 
  电磁流量计传感器电气部分由2个线圈组成,
 
  其电参数主要是电阻和电感,电阻值为40-60Ω(两线圈串联),电感量为100-300mH,其中电感量是危险源所在。当电流流过电感线圈时,在线圈内部会产生磁场,磁场贮存能量,当电路断开时,储存在线圈中的能量就会以火花的形式释放出来,应此必须吸收或泄放线圈的贮能才能达到本安的要求。
 
  在线圈两端并联绪流支路,以泄放线圈储存的磁场能,降低通断时的电火花能量。如图5所示。
 
  在正常状态,它不影响电路工作,当电路断开时,它与线圈组成泄放回路,将电压钳位在二极管正向导通压降(0.7V左右)。
 
  但是,简单的绪流二极管只适用于直流电路,即单向电流情况。为了避免电极极化现象和消除市电噪声干扰,电磁流量计需采用低频矩形波励磁,因此励磁信号是周期性双向电流,如图6所示。
 
  因此,传统的普通二极管无法满足应用。
 
  这里,我们采用一种新型的瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor),简称TVS管。TVS管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新型电子元件,当TVS管两端产生瞬间的高压冲击时,它能以极高的速度(最高达1/1012秒)骤然降低阻抗为导通状态,吸收电流,泄放能量。它的特点是:响应速度快(ps级)、钳位精准(0.1V)、泄放能里强(几A到几百,最重要的一点,它可以实现双向钳位泄放,满足我们双向励磁的要求,不影响电磁流量计正常工作并起到抑制火花作用。
 
  在激磁电流是125mA,线圈电阻为45Ω 情况下,线圈工作电压为5.625V,我们选用6.8V双向TVS管P6KE6.8CA做泄放回路,其反应速度快,开关延迟约为1ps,钳位精准,有效抑制了能量外泄。
 
  完整的励磁电流逻辑电路。此电路通过了国家安全生产矿用设备检测检验中心防爆站并联、串联、短路、断路等安全实验测试,达到本质安全标准。 
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(来源: 安徽省锐凌计量器制造有限公司


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