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防爆光電開關(guān)：危險(xiǎn)區(qū)域的“無接觸安全之眼”
  • 發(fā)布日期：2026-01-22      瀏覽次數(shù)：135
      • 在石油、化工、制藥、煤礦、粉塵加工等存在爆炸性氣體或粉塵的危險(xiǎn)環(huán)境中，自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行離不開各類傳感器的精確反饋。然而，在這些區(qū)域，一個(gè)微小的電火花就足以引發(fā)災(zāi)難。傳統(tǒng)的接近開關(guān)、行程開關(guān)若產(chǎn)生電弧或表面溫度過高，便是重大安全隱患。防爆光電開關(guān)正是為滿足此類環(huán)境下的非接觸式位置檢測需求而設(shè)計(jì)的特種傳感器。它利用光作為檢測媒介，與被測物體無機(jī)械接觸、無火花產(chǎn)生，結(jié)合特殊的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在易燃易爆的危險(xiǎn)區(qū)域，為自動(dòng)化系統(tǒng)提供安全、可靠的位置信號(hào)，被譽(yù)為“危險(xiǎn)區(qū)域的無聲安全之眼”。

      一、核心原理：光的中斷與反射

      防爆光電開關(guān)的本質(zhì)是一個(gè)“光控開關(guān)”，其非接觸檢測原理決定了它在防爆應(yīng)用中的天然優(yōu)勢。

      1.對射式：由分離的發(fā)射器和接收器組成。發(fā)射器發(fā)出調(diào)制紅外光或激光，接收器負(fù)責(zé)接收。當(dāng)被測物體進(jìn)入光路，阻擋光線，接收器檢測到光信號(hào)變化，從而改變輸出狀態(tài)。檢測距離遠(yuǎn)，精度高，但安裝需對光，占用空間較大。

      2.反射式：發(fā)射器和接收器集成在一個(gè)探頭內(nèi)。探頭發(fā)出光線，遇到物體后反射回接收器。根據(jù)反射光源不同，又分為：

      ?漫反射式：接收物體表面的漫反射光。安裝簡便，但對物體表面顏色、材質(zhì)敏感，檢測距離較短。

      ?鏡面反射式：需配合專用反光板。探頭發(fā)出光線，經(jīng)反光板原路返回。當(dāng)物體阻擋光路時(shí)觸發(fā)。檢測距離和穩(wěn)定性優(yōu)于漫反射，但需安裝反光板。

      3.能量型與調(diào)制型：為防止環(huán)境光（如日光、燈光）干擾，工業(yè)級(jí)光電開關(guān)均采用特定頻率的調(diào)制光，接收器只對該頻率的光敏感，抗干擾能力。

      防爆優(yōu)勢：檢測過程無機(jī)械動(dòng)作、無摩擦、無熱量積聚，從原理上杜絕了機(jī)械火花和高溫點(diǎn)。其電氣部分被密封在防爆外殼內(nèi)，進(jìn)一步保證了本質(zhì)安全。

      二、防爆設(shè)計(jì)與認(rèn)證：安全的鎧甲

      防爆光電開關(guān)的“防爆”并非其光學(xué)功能，而是其物理結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)計(jì)必須符合嚴(yán)格的防爆標(biāo)準(zhǔn)。

      1.隔爆型：這是最常見的形式。其外殼具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受內(nèi)部爆炸性混合物爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力，并且不會(huì)引起外部爆炸。外殼的接合面（如螺紋、法蘭）采用特殊的“隔爆間隙”設(shè)計(jì)，內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的火焰和高溫氣體在通過間隙時(shí)被冷卻，無法點(diǎn)燃外部環(huán)境。防爆標(biāo)志通常為“Ex d”。

      2.本安型：通過限制電路的能量（電壓、電流），即使在故障狀態(tài)下，產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)不足以點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境。本安型設(shè)備自身能量極低，通常需與關(guān)聯(lián)設(shè)備配合使用。防爆標(biāo)志為“Ex ia”或“Ex ib”。本安型光電開關(guān)可以做到更小巧。

      3.關(guān)鍵認(rèn)證：在中國，用于煤礦的產(chǎn)品需取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書；用于化工等危險(xiǎn)場所，需取得國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心頒發(fā)的防爆合格證。認(rèn)證信息明確其適用的氣體組別、溫度組別和危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)。

      4.外殼材料與防護(hù)：外殼通常采用高強(qiáng)度不銹鋼、黃銅或抗靜電塑料。防護(hù)等級(jí)通常達(dá)到IP67/IP68，可承受高壓水沖洗、粉塵侵入和腐蝕性氣體。

      三、應(yīng)用價(jià)值與場景

      1.危險(xiǎn)物料輸送監(jiān)控：在皮帶機(jī)、提升機(jī)、管道上檢測物料的有無、位置、滿倉或缺料，控制自動(dòng)啟停，防止堵塞或空轉(zhuǎn)。

      2.設(shè)備位置與狀態(tài)檢測：檢測閥門開閉、罐蓋位置、機(jī)器人臂到位、安全門開關(guān)，為PLC提供聯(lián)鎖信號(hào)。

      3.液位與料位控制：在儲(chǔ)罐、料倉外部安裝，檢測透明/半透明窗口內(nèi)的液位或料位高度。

      4.安全防護(hù)與入侵檢測：構(gòu)成安全光幕、光柵，保護(hù)危險(xiǎn)設(shè)備周邊區(qū)域，人員闖入時(shí)立即停機(jī)。

      5.包裝與生產(chǎn)線計(jì)數(shù)：檢測流水線上產(chǎn)品的通過、數(shù)量、排列是否整齊。

      應(yīng)用行業(yè)：石油天然氣開采與煉化、化學(xué)工業(yè)園區(qū)、油漆涂料廠、制藥廠、糧食加工與倉儲(chǔ)、煤礦井下、粉塵車間。