防爆压力变送器完整技术详解（4-20mA 高精度通用）

一、适用场景核心定义

危险区域划分（选型基础）

1. 0 区：持续存在爆炸性气体（储罐内部、密闭反应釜内腔）→仅本安 Ex ia可用

2. 1 区：正常运行可能出现易燃易爆气体（反应车间、油气泵区）→Ex ia / Ex d

3. 2 区：仅故障短时出现可燃介质（室外管廊、压缩机厂房）→Ex ib、隔爆 Ex d 均可

4. 粉尘危险区：Ex tD 粉尘防爆，面粉、铝粉、煤粉车间专用

二、两大主流防爆型式（工业最常用）

1. 本安型防爆 Ex iaⅡCT6（推荐 1/0 区）

结构特点

• 内部采用低功耗电路、限流限压保护芯片；

• 壳体多为铝合金 / 不锈钢，密封防护 IP65 以上；

• 必须配套防爆安全栅（安装在安全区控制柜），安全栅阻断高压窜入危险区；

• 可带电开盖调试、现场校准零点，不用停工拆表。

关键标识解读 Ex ia ⅡC T6

• ia：最高等级本安，0/1 区通用；ib 仅适用于 2 区

• Ⅱ：工厂气体防爆（区别煤矿 Ⅰ 类瓦斯防爆）

• C：适配氢气、乙炔、二硫化碳等最危险气体（ⅡB 仅天然气、甲醇）

• T6：仪表最高表面温度≤85℃，耐高温工况、高温介质不易引爆

优缺点

2. 隔爆型防爆 Ex dⅡCT6（2 区为主）

结构特点

• 厚重铸铝 / 不锈钢防爆外壳，防爆接合面精密加工；

• 内部电路板、芯体全部封闭在防爆腔；

• 无安全栅要求，两线制回路直接串联 24V 电源；

• 开盖前必须断电，带电拆开壳体有爆炸隐患。

优缺点

补充：增安型 Ex e、粉尘防爆 Ex tD

1. 增安 Ex e：仅适用于 2 区，无火花电路结构，极少单独用，多与本安组合；

2. Ex tD 粉尘防爆：外壳全密封防尘，防止可燃粉尘堆积发热自燃，煤粉、食品粉末、铝镁粉尘工况专用。

三、防爆变送器硬件专属防爆设计（和普通变送器区别）

1. 电路限流保护（本安款）

   内置限流电阻、稳压二极管，限制回路最大电流、开路电压，把电火花能量控制在安全阈值。

2. 防爆密封接线腔

   独立分仓设计，测量芯体腔与接线端子腔隔离，端子短路火花不会接触介质；防爆格兰头密封电缆，防止可燃气体渗入仪表内部。

3. 低发热元器件

   电阻、运放、MCU 选用低功耗器件，长时间工作外壳温升严格符合 T6 温度组别。

4. 壳体防爆认证结构

   隔爆壳体有标准防爆接合面、防爆螺纹；本安壳体强调全密封，防护最低 IP65，户外防爆型可达 IP67。

5. 隔离充油膜片防爆强化

   腐蚀易燃易爆介质（盐酸、氢气）采用哈氏合金 / 钽膜片，杜绝膜片腐蚀渗漏引发介质接触电路。

四、核心技术参数选型要点

1. 防爆等级选型对照表

2. 温度组别 T4/T5/T6 含义

• T4：≤135℃；T5：≤100℃；T6：≤85℃

  介质温度高、环境通风差场景必须选 T6，避免外壳高温引燃气体。

3. 输出信号

4. 精度覆盖

• 经济型防爆：0.5% FS（普通油气管道监测）

• 高精度防爆：0.1%/0.075% FS（贸易计量、锅炉防爆区域）

  芯体分扩散硅、陶瓷电容、单晶硅 SOI，高精密防爆多用单晶硅。

五、细分专用防爆型号

1. 普通螺纹防爆压力变送器 M20×1.5/G1/2

   油气输送管道、防爆泵房压缩空气、冷却水压力监测，316L 膜片。

2. 防爆远传毛细管变送器

   高温蒸汽、高粘度易结晶介质，高温工况防爆区域，充油毛细管隔离高温，保护防爆电路。

3. 防爆卫生型卡箍变送器

   防爆制药、酒精发酵、有机溶剂食品车间，316L 抛光无死角，支持 CIP 清洗。

4. 防爆微差压变送器

   防爆加热炉、焚烧炉炉膛负压、防爆洁净车间压差，量程 Pa 级。

5. 防爆绝压变送器

   防爆真空精馏、氢气真空储罐负压精密测量。

六、接线与安装防爆规范（违规直接失效防爆资质）

1. 本安 Ex ia 接线规范

1. 危险区仪表 → 屏蔽防爆电缆 → 安全区本安安全栅 → 24V 电源 + PLC AI 模块；

2. 本安电缆和动力电缆分开敷设，间距≥30cm，禁止同穿一根穿线管；

3. 电缆屏蔽层单端在控制柜安全侧接地，危险区仪表端屏蔽悬空；

4. 本安回路信号线不能和 220V 强电共用线槽。

2. 隔爆 Ex d 接线规范

1. 仪表接线必须使用防爆电缆格兰头，橡胶密封圈压紧密封，防止可燃气体进入壳内；

2. 壳体防爆接合面禁止划伤、磕碰，拆装轻拿轻放；

3. 开盖前必须切断回路 24V 电源，严禁带电开盖；

4. 外壳可靠接地，接地电阻＜4Ω。

3. 通用安装防爆要求

1. 取压阀、引压管路全部选用防爆区域专用管件，杜绝泄漏；

2. 蒸汽介质必须加装冷凝罐，高温蒸汽冲击会提升仪表表面温度，破坏 T6 防爆温度要求；

3. 户外防爆仪表配防雨保护罩，雨水渗入会腐蚀防爆接合面、破坏密封；

4. 仪表远离明火、加热炉等高温热源。

七、校准与调试注意事项

1. 本安 Ex ia：可现场带电用 HART 手操器校准零点、迁移量程，操作安全；

2. 隔爆 Ex d：校准前必须断电开盖，调试完成拧紧防爆盖、锁紧防爆格兰；

3. 危险区内禁止使用非防爆手持压力表、手机等带电设备靠近仪表；

4. 每年校验仪表同时检查防爆外壳、密封接头有无腐蚀、漏气。

八、常见防爆故障与防爆失效风险

1. 安全栅损坏（本安款）

   回路失去限流保护，仪表丧失防爆能力，危险区严禁继续使用，立即更换安全栅。

2. 防爆格兰密封老化漏气

   可燃气体渗入仪表接线腔，内部电路短路极易爆炸，定期更换密封圈。

3. 隔爆壳体螺纹未拧紧、接合面受损

   爆炸火焰无法阻隔，防爆等级直接作废，需返厂修复壳体。

4. 线缆混用，本安与动力电缆同槽

   强电干扰击穿本安电路限流元件，产生危险电火花。

5. 长期超温运行，仪表表面温度超过 T6 限值，高温引燃周边可燃气体。

九、防爆与普通压力变送器核心对比

十、选型步骤总结

1. 确定现场防爆分区（0/1/2 区）、可燃气体种类，选定 ia/d 防爆型式；

2. 确认介质：氢气 / 乙炔选 ⅡC，普通油气选 ⅡB；按环境温度选 T6；

3. 确定测量类型：表压 / 绝压 / 差压、量程、精度；

4. 介质腐蚀匹配膜片（316L / 哈氏 / 钽）、介质温度判断是否需要远传毛细管；

5. 输出 4-20mA+HART，安装接口螺纹 / 法兰 / 卫生卡箍；

6. 配套配件：本安型增加对应防爆安全栅、防爆电缆、防爆格兰。