利用EX认证提升可燃粉尘环境下的安全性和过程控制 Rheonics 密度计和粘度计

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目录

• 1. 可燃粉尘的普遍挑战：通过认证的过程监控确保安全
• 2. 可燃粉尘危险区域分类指南：ATEX 和 IECEx 框架
• 2.1. 粉尘区域的界定（ATEX 和 IECEx）
• 2.2. 了解粉尘分类（ATEX/IECEx）
• 2.3. 防尘设备防护等级 (EPL) (IECEx) 和类别 (ATEX)
• 2.4. 粉尘温度 (T) 等级和最高表面温度
• 3. 本质安全（Ex i）：适用于多尘环境的首要防护策略
• 3.1. 内在安全性等级（ia、ib、ic）
• 3.2. 在多尘危险区域使用IS认证设备的优势
• 4. Rheonics SRD 和 SRV：本质安全型密度和粘度传感器，具有强大的防尘认证
• 5. 粉尘危害行业过程控制的转型：应用 Rheonics EX认证传感器
• 6. 参考表格： Rheonics 传感器在可燃粉尘应用中的适用性
• 7. 防爆认证传感器的安装和操作注意事项
• 本质安全系统要求
• 8. 结论：在多尘环境中提升安全性和卓越运营 Rheonics 认证传感器
• 9.参考
• 10。 放弃

粉尘爆炸的风险在许多行业中都是一个重大问题。来自谷物、糖、木材、化学品和金属等材料的细颗粒物（即粉尘）在空气中达到一定浓度并接触到点火源时，会成为强烈的燃料。粉尘爆炸的发生需要五个条件：燃料（可燃粉尘）、氧气、密闭环境（容器或建筑物内）、扩散（粉尘云）和点火源。粉尘爆炸会导致压力迅速升高、设施遭受灾难性破坏，并严重危及人员安全。因此，使用经认证的、能够消除或控制潜在点火源的设备是工业安全的关键组成部分。

在此背景下，对过程参数进行准确的实时监测至关重要，例如： 密度 以及 粘性 持续在线监测发挥着至关重要的作用。这些参数是衡量物料稠度、浓度和流动性的基本指标。连续在线监测可提供即时数据，帮助操作人员优化工艺流程、确保产品质量并减少浪费。相比之下，人工取样检测偏差的速度较慢，并且可能引入风险或误差。

除了工艺优化和质量控制之外，密度和粘度数据还能提供第二层安全洞察。例如，在谷物处理过程中，物料密度的变化可能与水分含量的变化相关。众所周知，水分含量会影响粉尘的产生及其爆炸性。同样，在浆料处理过程中，密度或粘度的偏差可能预示着颗粒沉降或堵塞等问题。如果不加以解决，这些问题可能导致异常粉尘积聚或运行异常，从而间接增加工厂的整体风险。通过使用经过认证的安全传感器来监测这些变量，操作人员不仅可以确保传感器本身不会造成点火危险，还能及早发现可能导致粉尘爆炸风险的情况，从而采取主动干预措施。

Rheonics 我们提供专为应对严苛工业环境而设计的在线过程密度计 (SRD) 和粘度计 (SRV)。这些传感器的关键特性在于其防爆认证，该认证涵盖了在存在可燃粉尘的区域使用的相关许可。这确保了它们能够安全地集成到各种工艺流程中，而不会成为点火源。

为确保在潜在爆炸性环境中安全使用设备，已建立起一套全面的监管和认证体系。其中最广为人知的两个体系分别是欧洲的ATEX指令和国际层面的IECEx体系。这两个体系旨在协调安全标准，确保用于危险区域的设备符合严格的安全要求。

ATEX 指令包含两大主要部分：指令 1999/92/EC（也称为 ATEX 137），概述了雇主保护工人免受爆炸性气体环境风险的义务，包括将危险区域划分为不同的区域；以及指令 2014/34/EU（也称为 ATEX 114），规定了拟在这些区域使用的设备和防护系统的基本健康和安全要求以及合格评定程序。IECEx 体系提供了一个国际设备认证方案，通过确保符合 IEC 标准来促进全球贸易。

对于存在可燃粉尘危险的环境，ATEX 和 IECEx 都根据爆炸性粉尘-空气混合物出现的频率和持续时间来划分区域：

• 20区：空气中持续、长时间或频繁存在爆炸性气体（以可燃粉尘云的形式存在）的区域。该区域需要最高级别的设备防护（ATEX 1D类/IECEx EPL Da）。
• 21区：在正常运行过程中，偶尔可能出现空气中含有可燃粉尘的爆炸性气体环境的区域。这需要使用ATEX 2D类/IECEx EPL Db设备。
• 22区：指正常运行情况下不太可能出现空气中可燃粉尘云状爆炸性气体的区域；即使出现，也只会持续很短时间。ATEX 3D类/IECEx EPL直流设备适用于此区域。

• IIIA组：易燃飞散颗粒（较大的颗粒，通常不需要像细粉尘那样的防护级别）。
• IIIB组：非导电粉尘。该类粉尘包括各种常见的工业粉尘，例如面粉、谷物、糖、木材、大多数塑料以及许多非金属化学粉末。
• IIIC组导电粉尘。这类粉尘包括金属粉尘（例如铝粉尘、镁粉尘）、煤粉和炭黑等物质。导电粉尘会带来额外的危险，因为它们会导致短路或形成导电通路，从而可能引发火灾。作为参考，北美分类系统将爆炸性粉尘归为第二类，其中E组为金属粉尘，F组为含碳粉尘（例如煤粉或木炭粉尘），G组为其他粉尘，例如面粉、谷物和塑料粉尘。

设备提供的防护等级由IECEx标准下的EPL和ATEX标准下的类别来指定：

危险区域认证的关键在于确保所有设备的最高表面温度始终低于周围爆炸性气体的自燃温度。对于可燃粉尘而言，这一点尤为复杂。粉尘层的燃点可能远低于粉尘云的燃点。粉尘会在设备上积聚，形成隔热层，这些隔热层在低于分散粉尘云的温度下即可阴燃或点燃。因此，用于多尘区域的设备必须根据既能安全点燃粉尘云又能安全点燃粉尘层的最高表面温度进行额定，其中粉尘层的燃点通常是更为严格的限制值。

与气体常用的 T1-T6 等级不同，粉尘认证通常直接标明最高表面温度，例如 Tmax 85°C 或 Tmax 135°C。这种明确的温度标记对于用户正确匹配设备与设施中粉尘的特定点火特性至关重要。 Rheonics 例如，传感器包含一系列特定的最高表面温度（例如，T85°C、T100°C 等，作为“Ex ia IIIC T… Da”标记的一部分），这表明必须根据实际遇到的粉尘特性和环境工作条件仔细选择。这可确保传感器表面不会成为积聚粉尘层的点火源。

本质安全（Intin-Safe，简称IS），或称“Ex i”，是一种应用于危险场所电气设备和线路的保护技术。本质安全的核心原理是将设备及其线路中可用的电能和热能限制在低于点燃特定危险大气混合物（无论是可燃气体、蒸汽还是可燃粉尘）的水平。

这种能量限制是通过齐纳二极管栅实现的，这些二极管栅安装在非危险（安全）区域或经过认证的外壳内。这些二极管栅包含齐纳二极管（用于限制电压）、电阻器（用于限制电流）和熔断器（用于保护电路元件）等组件。 Rheonics 对于传感器，发射器必须放置在危险区域之外，而探头可以安装在 0 区/20 区。

本质安全分为三个等级，表示在故障情况下所保持的安全完整性：

本安技术的应用具有诸多显著优势，尤其是在充满可燃粉尘的环境中：

本质安全系统的有效性取决于整个“本质安全回路”的正确设计和安装，该回路包括危险区域内的本质安全设备（例如， Rheonics 传感器）、安全区域内的相关装置（屏障）以及连接线缆。线缆的参数（例如最大电容和电感）以及传感器和屏障的特性必须兼容，并符合认证文件中规定的限值。 手册 – Rheonics

Rheonics 提供一系列在线过程传感器，包括SRD（同步密度计和粘度计）和SRV（在线粘度计），这些传感器专为严苛的工业应用而设计，包括存在可燃粉尘危险的应用。这些传感器采用专利的平衡扭转谐振器技术。SRD通过谐振器固有频率的变化来测量流体密度，而SRD和SRV均通过测量流体对谐振元件的阻尼效应来确定粘度。

的主要特点 Rheonics SRD 和 SRV 传感器采用全金属结构（接触流体的部件可选 316L 不锈钢或哈氏合金 C22），采用无弹性体的气密封装设计，并且对安装方向或振动不敏感。它们还内置流体温度测量功能，可提供全面的过程控制数据。

在粉尘危险区域（20区、21区或22区）， 这一点尤为重要，因为传感器的认证表面温度额定值与其规定的工作范围直接相关。如果传感器在规定的限度之外运行，其表面温度可能会超过允许值，并对周围大气中的可燃粉尘造成点燃风险。

因此，虽然主要重点是选择一款能够在实际工艺条件下运行的传感器，但这样做也能确保传感器保持其经认证的表面温度等级。务必咨询相关机构。 Rheonics 提供文件以确认其与您安装环境中的温度条件和粉尘的点火特性相兼容。

Rheonics 具备防爆认证的SRD和SRV传感器非常适用于众多行业中可燃粉尘构成重大风险的应用。它们能够提供实时在线密度和/或粘度数据，从而增强过程控制、提高产品质量、提升效率，并至关重要的是，确保操作安全。

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

SRD/SRV 应用：

下表提供了适用性的综合概述 Rheonics SRD（在线密度和粘度计）和 SRV（在线粘度计）是经 EX 认证的传感器，适用于可燃粉尘环境中的关键应用。本表旨在为工程师和安全专业人员提供快速参考指南。

参考表：适用性 Rheonics 适用于可燃粉尘环境的 SRD 和 SRV EX 认证传感器

行业领域	具体应用/流程	常见可燃粉尘类型及特性	典型粉尘组（ATEX/IECEx）	典型危险区域（ATEX/IECEx）	首推最高性价比 Rheonics 传感器	关键过程参数监测	优势与适用性说明 Rheonics 传感器	相应 Rheonics 粉尘认证方面
食品与农业	面粉加工——谷物调理与面团混合	小麦粉、玉米淀粉——精细、有机	ⅢB	20、21、22区	SRD、SRV	密度、粘度、温度、水分推断	通过控制密度优化研磨水分；控制面团粘度以保证一致性。提供卫生型设计。可在持续粉尘环境下安全使用。	例如 IIIC T135°C Da（示例，请根据应用验证具体温度）
	糖精炼——结晶与糖浆浓缩	糖粉 - 细腻、有机	ⅢB	20、21区	SRD	密度、浓度（白利糖度）、粘度	监测晶体生长，控制糖浆浓度。卫生设计。可在高粉尘环境下安全使用。	例如 IIIC T100°C Da（示例，验证特定温度）
	奶粉生产——喷雾干燥与奶粉处理	优质有机奶粉	ⅢB	20、21区	SRD	密度、粘度（浓缩液）	控制浓缩料进料至干燥机；监测粉末堆积密度。卫生。对爆炸性粉末安全。	例如 IIIC T135°C Da（示例，验证特定温度）
制药	粉末混合与制粒	活性药物成分、辅料（乳糖、淀粉）——精细、高效	IIIB（某些辅料可能为 IIIC）	20、21区	SRD、SRV	密度、粘度、混合物均匀性	通过密度确保混合物均匀性；控制造粒液粘度。易于清洁。对强效粉尘具有最高安全性。	例如 IIIC T85°C Da（示例，验证特定温度）
	片剂包衣	涂料聚合物、颜料 - 精细	ⅢB	21、22区	SRV	粘度，温度	保持包衣液粘度稳定，以获得均匀的片剂重量增加和外观。	例如 IIIC T85°C Da（示例，验证特定温度）
化学加工	聚合物粉末的生产与处理	聚乙烯、聚丙烯粉末 - 细粉	ⅢB	20、21区	SRD	体积密度、流动特性（推断值）	监测粉末密度，确保其均匀性和紧实度。适用于易燃聚合物粉尘。	例如 IIIC T135°C Da（示例，验证特定温度）
	炭黑处理	炭黑——非常细，导电性好。	国际认证委员会	20、21区	SRD	浆料密度、堆积密度	在生产和处理过程中监测粉尘密度。导电粉尘必须达到 IIIC 级防护标准。	例如 IIIC T200°C Da（示例，验证特定温度）
矿业与矿产	煤浆输送与制备	煤尘——细小、导电、磨蚀性强	国际认证委员会	20、21区	SRD	浆料密度、固含量、粘度	优化浆料浓度以提高泵送效率；监测安全状况。适用于研磨性介质。煤炭开采必备的IIIC和Da级添加剂。	例如 IIIC T135°C Da（示例，验证特定温度）
	金属矿石加工（例如，磨矿回路）	金属硫化物矿石——细小、可能导电、具磨蚀性	IIIC / IIIB	21、22区	SRD	浆体密度、固含量	控制研磨电路密度以提高效率。坚固耐用。如果导电则为 IIIC 型。	例如 IIIC T200°C Da（示例，验证特定温度）
动物饲料生产	用于制粒的粉体调理	谷物粉、蛋白质粉 - 有机	ⅢB	21、22区	SRV、SRD	粘度、密度、水分（推断值）	通过控制蒸汽/水分来优化粉体粘度/密度，从而生产出耐用的颗粒。	例如 IIIC T100°C Da（示例，验证特定温度）
木材加工和造纸	木屑提取和筒仓储存	木屑、锯末——有机物	ⅢB	20、21区	SRD（芯片密度/水分）	堆积密度，水分（推断值）	监测消化器进料的木屑密度。适用于高度易燃的木屑粉尘。	例如 IIIC T135°C Da（示例，验证特定温度）
	纸浆原料制备	有机纤维素纤维	IIIA / IIIB	21、22区	SRD	纸浆稠度（密度）	控制造纸机进纸浆的浓度。	例如 IIIC T100°C Da（示例，验证特定温度）
金属粉末与增材制造	铝/钛粉末处理与筛分	铝粉、钛粉——极细，高导电性	国际认证委员会	20、21区	SRD、SRV（用于浆料）	堆积密度、浆料粘度/密度	处理高爆炸性金属粉末的关键安全措施。必须符合最高应急防护等级 (EPL) 和 IIIC 标准。	例如 IIIC T200°C Da（示例，验证特定温度）
油漆与涂料	粉末涂料制造（研磨/混合）	聚合物树脂、有机颜料	ⅢB	20、21区	SRD（混合物密度），SRV（液态前驱体）	密度、粘度	确保混合物均匀性；控制前驱体粘度。适用于涂料粉末生产。	例如 IIIC T135°C Da（示例，验证特定温度）
化肥制造	颗粒肥料生产（干燥/包衣）	硝酸铵、尿素、钾粉尘——有机/无机	ⅢB	21、22区	SRD、SRV（适用于熔体/浆料）	密度、粘度、水分（推断值）	控制浆料/熔体粘度以进行造粒；监测颗粒的堆积密度。	例如 IIIC T135°C Da（示例，验证特定温度）

注意：必须根据特定粉尘的实际燃点和最高环境/工艺温度，从传感器的认证文件中选择特定的 Tmax 值（例如，T85℃、T100℃、T135℃、T200℃、T285℃、T485℃）。请咨询相关机构。 Rheonics 用于精确选择的文档。

安全有效地使用任何经防爆认证的设备，包括 Rheonics SRD 和 SRV 传感器的正确安装、操作和维护，必须严格按照制造商的说明和相关的危险区域标准进行。 Rheonics 产品操作手册

参与安装、调试、运行和维护的所有人员必须遵守以下规定： Rheonics 危险区域的传感器必须仔细阅读并遵守所提供的特定防爆安装手册。 Rheonics这些手册包含有关接线程序、兼容配套设备（屏障）的选择以及必须遵守的任何“安全使用特殊条件”的关键信息。通常，防爆证书会带有“X”后缀（例如，TÜV 19 ATEX 8332 X 或 IECEx TUR 19.0005X）。此“X”表示证书附表或使用说明书中详细列出的特定条件对于维护装置的安全完整性至关重要。这些条件可能包括电缆参数限制、机械保护要求或特定的环境温度范围。不遵守这些条件可能会导致认证失效并危及安全。

Rheonics SRD 和 SRV 传感器均通过了本质安全型“Ex ia”认证。这意味着它们是本质安全系统的一部分。主要考虑因素包括：

工业环境中可燃粉尘带来的风险要求采取严格的安全措施，而选择经过适当认证的设备是关键环节。必须认识到，并非所有防爆认证都等效；针对特定粉尘情况的考量因素，例如危险区域划分（20、21、22区）、粉尘类别（IIIA、IIIB、IIIC）、设备防护等级（Da、Db、Dc），以及至关重要的、考虑到粉尘层点燃而设定的最高表面温度限制，对于确保安全至关重要。

Rheonics SRD 在线密度和粘度计以及 SRV 在线粘度计采用先进的测量技术，并结合了坚固耐用的结构。尤其对于多尘环境的应用而言，这些传感器拥有全面且高级别的防爆认证，特别是针对特定应用。 Ex ia IIIC T(范围)°C Da此标记表明其适用于所有类型的可燃粉尘，包括导电粉尘（IIIC 类），以及最危险的 20 区场所（EPL Da），其本质安全等级“ia”提供最高级别的容错能力。规定的最高表面温度范围可确保与特定粉尘危害的点火特性精确匹配。

采用这些经过认证的传感器可带来诸多益处。首先是安全性的提升，因为其本质安全设计可防止传感器成为点火源。除了这项主要的安全功能外，这些传感器还能提供实时密度和粘度数据。 Rheonics 传感器能够显著提高工艺效率和产品质量一致性，并有助于减少浪费和优化资源利用。此外，其本质安全特性带来的维护便捷性等操作优势，也进一步提升了传感器的价值。

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• [2] 证书 » rheonics 粘度计和密度计，访问日期：2025年6月2日
• [3] Rheonics 现已成为精密铸造协会会员，访问日期：2025年6月2日
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• [5] Rheonics SRV » 用于流体粘度监测的在线粘度计，访问日期：2025年6月2日
• [6] 日本出口证书 » rheonics 粘度计和密度计，访问日期：2025年6月2日