一、信号隔离安全栅概述

信号隔离安全栅在工业领域中扮演着至关重要的角色。它是接在本质安全电路和非本质安全电路之间的装置，主要功能是将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内。

信号隔离安全栅的出现，为工业生产中的安全保障提供了有力支持。在危险的工业环境中，各种电气设备和系统的运行存在着潜在的安全风险。而信号隔离安全栅的作用就是在本质安全电路和非本质安全电路之间建立一道安全屏障，确保危险区域的能量不会传递到安全区域，从而保障人员和设备的安全。

信号隔离安全栅的工作原理较为复杂。它通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成。回路限能单元是安全栅的核心部分，其主要功能是限制进入本质安全电路的能量。当回路电压接近安全限压值时，回路限能单元中的齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。同时，电阻用于限制电流，当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。保险丝的作用是防止因齐纳管被长时间流过的大电流烧断而导致回路限压失效。当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳管导通，如果没有保险丝，流经齐纳管的电流将无限上升，最终烧断齐纳管，使回路失去限压。为确保回路限压安全，保险丝的熔断速度要比齐纳管可能被烧断的速度快十倍。

电流隔离单元的作用是实现输入和输出信号之间的电流隔离，防止地环电流对信号的干扰，同时保护系统不受来自现场危险能量的影响。信号处理单元则根据安全栅的功能要求进行信号处理，将来自危险区的电压、电流信号，经隔离变送输出单路或相互独立的双路电流 / 电压信号到安全区，也可通过配置的通讯接口在安全区进行串行通讯联网。

二、隔离栅的作用

1.信号隔离栅的作用：

‌①：信号隔离栅可以将来自危险区的电压、电流信号隔离变送输出到安全区，确保信号的稳定性和抗干扰能力。

②能量限制‌：隔离栅可以有效限制危险场合中的能量传递，防止引爆源的产生，消除引爆风险。

③提高系统可靠性‌：通过隔离栅的使用，可以大幅度降低对危险区仪表的要求，提高整个系统的可靠性和安全性。

2.信号隔离栅在不同场景下的具体应用

①自动化行业‌：在自动化行业中，隔离栅用于给危险区的变送器提供电源，变送器产生的电流信号经过隔离栅转换成对应的线性电压或电流信号输出至安全区。

‌②工业控制‌：在工业控制系统中，隔离栅用于限制因故障引起的安全区向危险区的能量传递，确保工业控制系统的安全运行。

‌④电气安全‌：在电气安全领域，隔离栅用于提高电气设备的电气安全性能，防止电气故障引发的安全隐患。

3.信号隔离删的工作原理和结构特点

①三方隔离‌：隔离栅采用输入/输出/电源三隔离的方式工作，无需系统接地线路，提高了检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力。

‌②独立供电‌：隔离栅需要独立供电，确保其在各种工作环境下都能稳定运行。

‌③多信号处理能力‌：隔离栅能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等多种信号，输出两路相互隔离的信号，提高所连接设备之间的电气安全绝缘性能。

4.安科瑞信号隔离栅相关产品

BM100系列信号隔离器可以对直流电流、电压等电量参数或温度、电阻等非电量参数进行精确测量，经隔离转换成标准的模拟信号输出。即可直接与指针表、数显表相接，也可以与自控仪表（如PLC）相接，广泛应用与电力、铁路、化工、食品、仓储等行业的自动化系统。

BM200系列隔离式安全栅采用了限压、限流、隔离等措施，不仅能防止危险能量从本安端子进入危险现场，提高系统的本防爆性能，而且增加了系统的抗干扰能力，提高了系统运行的可靠性。

BM100-K系列开关量输入信号隔离器，输入点或NAMUR型接近开关信号，继电器或晶体管隔离输出可通过拨码设置输出和输入同相或反相逻辑控制，设置开启或关闭线路故障检测功能。该产品需要独立供电，输入、输出和电源三端隔离。

三、       信号隔离安全栅的功能与优点

1. 信号隔离器功能

信号隔离器在工业控制系统中发挥着重要作用，主要有以下几个功能：

保护下级控制回路：在工业生产中，各种设备和仪表之间的连接复杂，不同设备的接地可能存在电势差，导致接地环流出现，从而干扰信号传输。信号隔离器能够有效隔离这些干扰，保护下级控制回路，确保控制系统的稳定运行。

消弱环境噪声影响：工业现场环境复杂，存在着各种噪声干扰，如变频器、电机等设备的强电磁辐射，可能导致信号失真出现 “毛刺”。信号隔离器通过内部半导体器件对输入信号进行调制变换、隔离传输和解调转换，能够有效过滤这些噪声，提高信号的质量。

抑制干扰：公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲等都可能对设备产生干扰。信号隔离器采用三端隔离技术，各个过程环节有效隔离，保证信号传输精度的同时，能够抑制这些干扰，提高系统的可靠性。

对下级设备具有限压、限流功能：当控制回路出现强电压冲击时，信号隔离器能够限制进入下级设备的电压和电流，保护下级设备免受损坏。例如，在一些重要的模拟量信号传输中，加装信号隔离器可以起到很好的保护作用。

2. 隔离式安全栅功能

采用三方隔离方式，无需系统接地线路：隔离式安全栅采用了将输入、输出及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，与齐纳式安全栅相比，无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。在实际工程应用中，接地系统的要求往往较为苛刻，而隔离式安全栅的这一特点可以大大降低施工难度和成本。

对危险区仪表要求降低：现场无需采用隔离式的仪表，对危险区的仪表要求大幅度降低。这使得在危险区域的设备选型更加灵活，降低了设备成本。

抗干扰能力强：由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强。例如，在距离较远的电气设备、仪表、PLC 控制系统、DCS 系统之间进行信号传输时，隔离式安全栅能够有效抵抗各种干扰，确保系统的稳定运行。

具备更强输入信号处理能力：能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。在一些复杂的工业控制系统中，需要处理多种类型的信号，隔离式安全栅的这一功能可以满足这些需求。

可输出两路相互隔离信号：隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。例如，在一些需要同时为两台设备提供信号的场合，隔离式安全栅可以确保信号的独立性和稳定性。

六、信号隔离安全栅的应用领域

信号隔离安全栅广泛应用于多个高危行业，发挥着至关重要的作用。

在石油、天然气开采行业，工作环境复杂且存在易燃易爆的风险。信号隔离安全栅能够有效限制危险区域中的异常电信号传到安全区域设备，确保工作人员和设备的安全。例如，在开采过程中，各种传感器和变送器产生的信号需要准确地传输到控制中心进行监测和控制。信号隔离安全栅可以将这些信号进行隔离和转换，防止危险能量的传递，保障系统的稳定运行。

炼油、化工企业也是信号隔离安全栅的重要应用领域。这些企业在生产过程中会涉及到各种危险化学品和高温高压的工艺条件。信号隔离安全栅可以把安全区控制信号隔离后传到危险区的控制设备，实现对生产过程的精确控制。同时，它还能有效防止地环电流对信号的干扰，提高系统的抗干扰能力。

燃油、燃气充装站同样需要信号隔离安全栅来保障安全。在充装过程中，一旦出现异常电信号的干扰，可能会引发严重的安全事故。信号隔离安全栅可以限制危险区域中的异常电信号传到安全区域设备，确保充装过程的安全可靠。

制药行业对生产环境的要求非常严格，任何微小的干扰都可能影响药品的质量和安全性。信号隔离安全栅可以为制药过程中的各种仪表和设备提供稳定的信号传输，防止外界干扰对生产过程的影响。同时，它还能有效隔离危险区域和安全区域，保障工作人员的安全。

污水处理行业虽然相对其他行业危险性较低，但也存在一些潜在的电气安全风险。信号隔离安全栅可以在污水处理过程中，对各种监测设备和控制设备的信号进行隔离和转换，确保系统的稳定运行。

信号隔离安全栅在石油、天然气开采、炼油、化工、燃油燃气充装站、制药及污水处理等高危行业中具有广泛的应用前景，为这些行业的安全生产提供了有力的保障。