在石油化工、能源生產、半導體制造及密閉空間作業等工業領域，有毒氣體、氧氣或氫氣的泄漏監測是安全管理的核心環節。這些環境往往伴有潛在的爆炸性氣氛，對檢測設備的安全性提出了最高要求。GfG公司的 EC28 i 變送器 作為一款“本質安全型”設備，專門為此類高風險環境設計。本文將深入解析其防爆設計原理、關鍵組件及在實際應用中的價值。

一、 本質安全：防爆設計的核心哲學

“本質安全”是一種先進的防爆理念，其核心思想是：通過精心設計和嚴格限制設備電路中的電氣參數（如電壓、電流、能量），確保其在正常工作和規定的故障狀態下，所產生的任何電火花或熱效應都不足以點燃周圍特定的爆炸性氣體混合物。

與傳統的“隔爆型”設計（依靠堅固外殼將爆炸隔離在內部）不同，本質安全型設備無需厚重的殼體，具有以下優勢：

體積小巧，重量輕：便于安裝和維護。

可在帶電狀態下進行維護和校準：顯著提高了作業效率和安全性。

適用于最高危險區域：如氣體持續或長時間存在的 Zone 0 區域。

二、 EC28 i 的本質安全設計實現

EC28 i 的防爆設計并非單一功能，而是一個系統性的工程實現，主要體現在以下幾個方面：

1. 經認證的本質安全電路

EC28 i 的內部電路經過了特殊設計和認證，確保其自身在正常工作或發生單一故障時，釋放的能量被嚴格限制在安全閾值以下。其認證標識清晰地闡明了適用范圍：

? II 1G Ex ia IIC T4 Ga

II 1G: 適用于除煤礦外的氣體爆炸性環境（1G表示設備保護級別“Ga”，適用于Zone 0, 1, 2）。

Ex ia: “ia”等級的本質安全保護，允許在 Zone 0 使用。

IIC: 適用于所有類別的爆炸性氣體（包括最具危險性的氫氣、乙炔）。

*T4**: 設備表面最高溫度不超過135°C，適用于其氣體引燃溫度組的工況。

Ga: 設備保護級別，表示設備在正常運行、預期故障或罕見故障時均能保持防爆性能。

2. 不可或缺的安全柵

這是實現系統級本質安全的關鍵外部組件。EC28 i 通過簡單的兩線制布線（同時傳輸電源和信號）與控制室連接。為確保安全，必須在 EC28 i（現場設備） 與 PLC/DCS（控制系統） 之間安裝經過認證的安全柵（如SB1或齊納柵）。

功能：安全柵安裝在安全區一側，其核心作用是：

限壓：將來自控制室的電源電壓（如24V DC）限制在安全值（如手冊中提到的21-27V DC經齊納柵后）。

限流：限制流向危險區域的電流。

能量隔離：即使安全區線路出現故障（如高電壓竄入），安全柵也能將其阻隔，防止危險能量傳入Ex區域。

結果：安全柵確保了進入危險區域的線路在任何情況下都是“安全”的，從而防止了電源線路成為點燃源。

3. 適用于嚴苛環境的物理設計

工作溫度范圍：-20°C 至 +50°C，適應廣泛的工業環境溫度。

防護等級 IP64：防塵且防止各個方向的濺水，保證了傳感器在惡劣工業環境中的長期可靠性。

三、 防爆設計帶來的應用優勢

1. 適用于最高風險區域（Zone 0）

憑借 Ex ia IIC T4 Ga 認證，EC28 i 成為監測持續存在或長期存在爆炸性氣體環境的理想選擇，如儲罐內部、通風不暢的坑道等。

2. 簡化安裝與布線

僅需兩線制電纜連接，布線成本低、工程實施簡單。本質安全設計允許使用標準儀表電纜，無需特殊鎧裝或導管密封，降低了初始安裝成本。

3. 支持安全、便捷的在線維護

智能傳感器技術：傳感器可獨立拆卸和更換，無需拆下整個變送器或中斷電源（在系統許可下），極大減少了維護時間和風險。

RC2 遠程校準：對于安裝在高處（如監測輕于空氣的氫氣、氨氣）的變送器，可配備永久連接電纜。維護人員可在地面通過RC2遙控器完成校準、設置和診斷，無需攀爬，徹底消除了高空作業風險，實現了“一人校準”。

4. 高精度與低運營成本

內置溫度補償的傳感器確保了全量程范圍內的測量精度。同時，長壽命傳感器和極低的維護需求，有效降低了全生命周期的擁有成本。

四、 應用場景與選型建議

典型應用場景：

化工、石化廠區內的有毒氣體（如H?S, CO, Cl?）泄漏監測。

氫氣生產、儲存與加注站的氫氣泄漏監測。

半導體廠房中硅烷（SiH?）、磷烷（PH?）等特種氣體的監測。

污水處理廠、地下管廊中的缺氧（O?）或硫化氫（H?S）監測。

選型與系統集成須知：

系統認證：整個測量回路（變送器 + 安全柵 + 關聯設備）必須作為一個系統進行認證和評估。確保所選安全柵與EC28 i兼容，并符合相應標準。

氣體特性：根據目標氣體的密度（輕于或重于空氣）決定變送器的安裝高度。

功能擴展：如需現場顯示或聲光報警，可選擇帶“D”（顯示）或“DA”（顯示+報警）后綴的i系列型號（如EC28 Di），它們同樣具備本質安全特性。

EC28 i 變送器的本質安全設計，代表了工業氣體檢測技術在極端危險環境下的先進解決方案。它通過將防爆理念內化于電路設計，并借助安全柵構建系統級的安全屏障，實現了在爆炸性環境中的“主動安全”。這種設計不僅滿足了最高的安全標準（ATEX/IECEx），更通過模塊化、智能化的維護特性，顯著提升了系統的可用性與經濟性，是現代工業安全防護體系中可靠而高效的關鍵一環。在規劃任何潛在爆炸性環境的氣體檢測系統時，本質安全型設備都是需要優先考慮的技術路徑。