一、引言
目前在化工企业广泛使用的电子自动平衡电桥与电位差计是非防爆仪表。这些仪表与各种热电阻及热电偶配套组成温度测量系统，若用于具有爆炸性混合物(可燃性气体蒸汽与空气形成的爆炸性混合物)的环境时，必须采取可靠的防爆措施。目前较多采用的措施是选用防爆型(其防爆型式为隔爆型)热电阻及热电偶与电桥、电位差计配套组成温度测量系统。但此类系统在实际使用中存在一些不可避免的缺点，给仪表的使用和维修带来了不少麻烦。如处理一次元件故障时必须停掉仪表电源，而多点测温仪表的停电使其它测量点的检测也不能进行，给工艺操作人员的操作带来一定的困难(往往工艺相关点的测量在同一台表上进行)。由于腐蚀造成的保护套密封及机械强度的破坏均可造成防爆性能的破坏，形成生产中的不安全因素，防爆电阻体及热电偶价钱比较贵，一般比普通型贵20-30%等。
为了解决上述间题，我们研制了安全火花型电子自动平衡电桥与电位差计供桥臂电源防爆安全栅。此安全栅可用来对电子自动平衡电桥(直流电桥)及电位差计进行防爆结构的改造。改造后的仪表为本质安全防爆结构，可用于任何爆炸性环境。
二、电源安全栅工作原理及性能
电源防爆栅电路如原理图(图一)所示。考虑到易于在现有产品仪表结构基础上实现改造，防爆安全栅采用了双层限流限压电路兼有给仪表测量桥臂供直流稳压电源和起防爆安全栅双重作用。
防爆安全栅由二极管D1~D9、三极管T1~T4、电阻R5~R8、熔断器B1、B2等组成。D1、D2组成全波整流电路，D3保证流过T1、T3管的全部电流只能分别流经熔断器B1和B2，以便在事故状态下快速熔断B1和B2。D4~D6保证在各种状态下T1-T4管都能处在正常工作状态，保证了送到危险场所去的电流、电压的可控性。
D7~D9及R8组成了一级限流限压电路，使可能窜到危险场所去的最大桥路电压不超过2.5伏，最大短路电流不超过5mA(在电源变压器未损坏的情况下)。
T1~T4、R5、R6、B1、B2组成又一级限幅限压电路，主要用来防止220V高压直接窜到电源变压器的次级绕组而可能产生的危险。当高压直接窜到变压器次级线圈(如线圈绝缘及隔离屏蔽层破坏的情况)，而且仪表测量线或测量元件与设备相碰时(接地)，由此电路限制其能量。
当流过电阻R5、R6的电流大于20mA时，由T1和T2、T3和T4组成的旁路复合管电路导通，将大于20mA的电流通过T1、T8管旁路。当旁路电流大于100mA时，熔断器B1和B2被熔断，从而实现了高压与电路相切除。当仪表测量成悬空时(即没有与设备相接触)，由于T2、T4管的Vceo=40V，当A、B点的电压升至±40V时(对地电压)便使T1、T3管导通，同样可以实现上述过程。这样便限制了可能窜到危险场所去的电路最大并路电压为40V，最大短路电流为20mA，达到了限制可能去危险场所的电路能量的目的。正常工作时，T1~T4管处在截止状态，不导通。
DW1、DW2及电阻R1、R3、R4等组成普遍两级并联稳压电路给测量桥臂提供6V稳压电源。
上述电路正常工作时流过危险侧测温元件Rt的电流为:
因此上述电路可以有效地限制仪表的危险能量进入危险场所，达到安全防爆的目的。
三、几个豁要说明的问题
1.安全栅兼有给仪表测量桥臂供直流稳压电源和起防爆安全栅双重作用，因此在电源回路中增加的器件不应降低供桥稳压电源的精度，因此DW2必须采用标准稳压管D7-D9应选用电流温度系数小的硅管。
2.根据本质安全防爆电路要求，电路中保护性晶体管器件必须双重化，方可认为是可靠组件。在实际电路中T1~T4、D7~D9都采用了取重给构，在上述电路中没有画出。
3.用此安全栅对电桥、电位计进行防爆结构改造时，其机械结构如接线端子、导线排列、导线绝缘、印刷线路板、安全栅防护罩等必须符合本质安全型电路和电器设备国家标准。
4.用此安全栅对电子自动平衡电桥、电位差计进行防爆性能改造的示意图如图二所示。
四、结束语
经国家有关部门审查检定，此防爆安全栅不能点燃Ⅲ级爆炸性混合物，可以用来对电子自动平衡电桥及电位差计进行防爆结构的改造，用于危险场所的温度测量。我们已用上述电源安全栅，按国家标准要求对全厂几十台XQ型及XW型电桥、电位计进行了防爆性能的改造。经多项目的试验及两年多时间的运行，证明改造后的仪表保证了仪表原有精度，其可靠性、抗干扰性等均满足了使用要求，仪表运行良好，对化工生产安全起了一定的作用。
由于受JF-12型晶体管放大器电源变压器技术参数的限制，目前只能在具有J40l型电源变压器的晶体管放大器仪表上进行防爆性能改造。若仪表制漳厂家能对电源变压器及输入变压器的结构稍加改造，例如将电源变压器初次级绕组间的隔离屏蔽铜箔厚度增加到0.05mm，输入变压器两个绕组间加上述屏蔽层等，此安全防爆栅的适用范围将更大，这对化工企业安全生产是有重要意义的。