一文读懂防爆压力传感器

一、什么是防爆压力传感器

防爆压力传感器，是可以在易燃易爆危险环境下使用的压力测量器件。它能够感知气体、液体的压力，并把压力信号转换成标准电信号输出，同时通过特殊结构与电路设计，满足防爆安全规范，避免传感器自身成为引爆源。

普通压力传感器在工作时，内部电路、触点如果产生电火花、高温，一旦周围存在可燃气体、粉尘，就有可能引发爆炸。防爆压力传感器从结构、电路上做防护，即使内部发生故障，产生的火花或者高温也不会引燃外部的爆炸性介质，专门用于化工、油气、煤矿等危险场所的压力监测。

二、基本工作原理

压力感知的核心和普通压力传感器基本一致。被测介质压力作用在传感器的感压膜片上，膜片发生微小形变。膜片背面集成的应变电阻组成惠斯通电桥，形变会引起电阻值变化，电桥输出微弱电压信号。内部电路对信号进行放大、滤波、温度补偿，最终转换成标准模拟信号，常见4-20mA、0-10V，也有数字信号类型。

它和普通传感器最大差别在防爆设计。不是简单外壳密封，而是采用符合防爆标准的防护结构，常见有隔爆型和本安型两类。

隔爆型：传感器外壳强度很高，就算内部发生爆炸，外壳可以承受爆炸压力，火焰经过外壳间隙冷却降温，不会传到壳体外部点燃危险介质。

本安型：又叫本质安全型，限制进入传感器回路的电压、电流、功率。电路能量被控制在很低水平，正常工作或者故障状态下，都无法产生足以点燃爆炸性混合物的火花或者高温。本安型一般需要搭配安全栅一起使用。

三、主要结构组成

整体分为感压部分、信号处理电路、防爆壳体、接线腔四个部分。感压部分包含压力接口和感压膜片，介质压力从压力接口传入，作用在膜片上，膜片材质会根据介质选型，比如不锈钢、哈氏合金等，用来防腐蚀。信号处理电路板负责采集微弱压力信号，完成放大、温度补偿，输出标准信号。电路板的元器件、走线设计要满足防爆电路能量限制要求。防爆壳体是防爆关键。隔爆型壳体厚重，壳体结合面有严格间隙要求;本安型壳体侧重防护，重点限制电路能量。接线腔用来接入供电线和信号线，配有密封接头，防止可燃介质顺着线缆缝隙进入传感器内部，同时防止接线处产生危险火花。

四、核心特点

具备防爆安全能力，可在规定的爆炸危险区域使用，产品必须取得防爆合格证，对应危险区域等级。

测量性能稳定，内置温度补偿电路，降低温度变化带来的测量漂移，适应工业现场高低温环境。

介质适配性强，膜片材质可选，可测量清水、油品、腐蚀性化工液体、各类气体。

信号通用性强，输出4-20mA等标准信号，可以直接接入PLC、无纸记录仪、压力数显表。

有使用边界。不同防爆型号适用危险区域不一样，隔爆型和本安型不能混用;不能超量程长期工作，腐蚀性介质要选对应膜片，否则膜片腐蚀破损会造成泄漏。

五、典型应用场景

石油天然气行业，油井、输油管道、储气罐压力监测，油气属于易燃易爆介质，是防爆传感器最主要场景。

化工生产，反应釜、化工管道、储罐压力监测，很多化工原料蒸汽属于爆炸性气体，需要防爆压力传感器实时监控压力，防止超压事故。

煤矿行业，井下瓦斯管路、液压系统压力检测，井下存在瓦斯等可燃气体，使用对应矿用防爆型号。

制药、油漆喷涂车间，挥发性溶剂形成可燃蒸汽，监测工艺罐体压力。燃气场站、加气站，燃气管道、储气瓶压力监测。

六、选型要点

首先确定防爆类型和防爆等级。分清是隔爆型还是本安型，确认现场危险区域划分，0区、1区、2区适用型号不一样，本安型必须配套安全栅使用，不可省略。

确认被测介质，区分气体还是液体，介质有无腐蚀性，选择合适膜片材质。介质有结晶、粘稠杂质时，考虑加装隔离膜片。

确定压力量程，正常工作压力建议处在量程30%~80%区间，兼顾精度和过载能力;同时确认需要表压、绝压还是差压。

选择输出信号类型，工业现场远距离传输优先4-20mA;短距离机柜内可选用电压信号。

确认安装螺纹规格，压力接口螺纹要匹配现场管道;确认介质温度范围，温度过高需要加装散热装置。

核对防爆证书，产品防爆标志必须匹配现场介质组别和温度组别，没有防爆合格证的产品不能用于危险区域。

七、安装与使用注意事项

安装前核对防爆标识、合格证，确认型号符合现场危险区域要求，严禁选用不符合防爆等级的传感器。

安装接线要断电操作，线缆使用防爆密封电缆接头，保证密封完好，防止可燃气体进入接线腔。隔爆型外壳螺栓必须全部拧紧，不可缺失螺栓，壳体结合面不能磕碰损伤。

本安型回路，安全栅要安装在安全区，本安线路和非本安线路分开布线，不能混在同一根电缆。

压力接口不要强行拧动，避免损坏膜片;介质高温工况，增加散热组件，防止高温传导影响传感器性能和防爆安全。

避免超压冲击，水锤、压力冲击容易损坏膜片，必要时加装缓冲器。

维护检修时，危险区域内严禁带电开盖，必须断电，确认现场环境安全之后再开盖检修。定期检查外壳有无腐蚀、裂纹，电缆密封接头有无松动老化。

八、防爆压力传感器和普通压力传感器对比

普通压力传感器没有防爆结构设计，内部电路故障产生火花会引燃可燃介质，只能在无易燃易爆介质的普通厂房使用，价格更低。防爆压力传感器，重点增加防爆结构或者本安限流限能电路，有防爆认证，可用于危险区域，壳体、接线、电路都有严格规范要求，成本更高。二者测量压力的原理相同，核心差异在于安全防护能力和适用场所。

九、小结

防爆压力传感器是危险工况下专用压力测量仪表，既能完成压力采集、信号变送，又依靠隔爆或者本安结构，杜绝成为引爆源。选型重点匹配防爆等级、介质、压力量程;安装维护严格遵守防爆规范，不随意更换配件、不省略配套安全器件，就能在油气、化工等易燃易爆场所稳定可靠监测压力，保障工艺安全。