SPD-100信號驅(qū)動防爆轉速表是一種專用于存在潛在爆炸性氣體環(huán)境中的轉速測量儀表。其核心功能是將傳感器產(chǎn)生的、與旋轉機械轉速相關的脈沖頻率信號,安全、準確地轉換為可直觀讀取的轉速值,并在必要時提供控制信號輸出。其工作原理可基于信號處理、安全隔離與顯示三個核心環(huán)節(jié)進行闡述。 一、信號輸入與預處理
轉速信號通常來源于與旋轉軸同步的傳感器。傳感器在旋轉體每經(jīng)過一個檢測位置時,產(chǎn)生一個電脈沖。因此,脈沖信號的頻率與旋轉機械的轉速成正比。
SPD-100防爆轉速表的輸入端接收該脈沖信號。其內(nèi)部電路首先對該信號進行預處理。預處理過程通常包括信號調(diào)理,以及對波形進行濾波,以減少現(xiàn)場可能存在的電氣噪聲干擾,從而得到一個清晰、規(guī)則的脈沖序列。經(jīng)過預處理的信號,其頻率能更準確地代表實際轉速。
二、頻率-轉速轉換與安全柵隔離
預處理后的規(guī)則脈沖信號被送入核心計算單元。該單元的核心功能是精確測量輸入脈沖的頻率。常見的技術方法是,在一個精確的、由儀表內(nèi)部高穩(wěn)定性時基電路產(chǎn)生的標準時間窗口內(nèi),對輸入脈沖進行計數(shù)。將計得的脈沖數(shù)除以該標準時間,即可得到脈沖的頻率值。根據(jù)傳感器每轉產(chǎn)生的脈沖數(shù)(即儀表預設的每轉脈沖數(shù)或齒輪齒數(shù)),通過內(nèi)部運算,將該頻率值轉換為對應的機械旋轉速度值,單位通常為轉每分鐘。
由于本安型防爆設計的要求,轉速表內(nèi)部電路在電氣上被劃分為危險側(與現(xiàn)場傳感器連接)和安全側(顯示與輸出部分)。為了實現(xiàn)本安防爆,在信號通路和電源通路上必須設置本安安全柵。安全柵是核心安全部件,它通常由限流電阻、快速熔斷器和齊納二極管等元件構成,其作用是限制從安全側傳入危險側的電能(電壓和電流),確保即使在安全側發(fā)生故障時,傳遞到危險側現(xiàn)場電路的能量也低于能夠點燃特定爆炸性氣體混合物的較小值,從而阻止爆炸的發(fā)生。
三、信號輸出與顯示
完成轉換的轉速數(shù)據(jù)通過安全柵隔離后,被傳送至安全側電路進行處理與輸出。一方面,該數(shù)據(jù)被送至顯示驅(qū)動電路,驅(qū)動表盤指針的偏轉或數(shù)字顯示器,以模擬或數(shù)字形式直觀指示當前轉速。另一方面,該數(shù)據(jù)可與用戶設定的報警值或控制閾值進行比較。當轉速達到預設的限值時,儀表內(nèi)部的安全輸出電路(同樣經(jīng)過安全隔離)會被觸發(fā),產(chǎn)生開關量信號或標準模擬量信號,用于驅(qū)動外部報警裝置或控制系統(tǒng),實現(xiàn)對設備的超速或低速保護。
SPD-100信號驅(qū)動防爆轉速表的工作原理是一個從信號采集、安全隔離處理到結果輸出的系統(tǒng)過程。它首先將傳感器脈沖信號調(diào)理并轉換為頻率,再通過精確計算得到轉速值。在整個信號與能量傳遞路徑中,本安安全柵起到了關鍵的隔離與限能作用,確保了在爆炸性危險環(huán)境中使用的安全性。轉速值被顯示并提供控制輸出,從而實現(xiàn)對旋轉機械轉速的監(jiān)測與保護。