JP2005165815A - 防爆用分離回路 - Google Patents

防爆用分離回路 Download PDF

Info

Publication number
JP2005165815A
JP2005165815A JP2003405624A JP2003405624A JP2005165815A JP 2005165815 A JP2005165815 A JP 2005165815A JP 2003405624 A JP2003405624 A JP 2003405624A JP 2003405624 A JP2003405624 A JP 2003405624A JP 2005165815 A JP2005165815 A JP 2005165815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
explosion
proof
intrinsically safe
safe explosion
safety
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003405624A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4175567B2 (ja
Inventor
Yuichi Yamaguchi
祐市 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oval Corp
Original Assignee
Oval Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oval Corp filed Critical Oval Corp
Priority to JP2003405624A priority Critical patent/JP4175567B2/ja
Publication of JP2005165815A publication Critical patent/JP2005165815A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4175567B2 publication Critical patent/JP4175567B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】 消費電流を増やすことなく、本質安全防爆関連機器側から見て本質安全防爆機器の内部のインダクタンス及びキャパシタンスを無視出来るようにして、本質安全防爆機器の要求事項を満足することを目的としている。
【解決手段】 流量計（本質安全防爆機器）は危険場所に設置される一方、計測器（非本質安全防爆機器）が非危険場所に設置されている。両者の間には、非危険場所において安全保持器が挿入されて、非危険場所側から危険場所側へのエネルギーの伝達を事故時にも安全な値に制限している。流量計の信号線は、分離回路を介して、そしてさらに安全保持器を介して、計測器に接続されている。この場合、本質安全防爆上、安全保持器側から見て流量計の内部インダクタンス及びキャパシタンスを無視出来る値となるように分離するために、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３と抵抗器Ｒ１〜Ｒ３が挿入されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、危険場所に設置される本質安全防爆機器からの出力信号を、安全保持器を介して非危険場所に設置されている非本質安全防爆機器に伝達するに際して、安全保持器と本質安全防爆機器とを分離する防爆用分離回路に関する。
図４は、従来から用いられている一般的な絶縁分離の手法を説明する図である。危険場所(現場)に設置した流量計の信号線(出力信号等)は、非危険場所に設置した計測器(例えば積算計)に接続される。この場合、流量計を耐圧防爆構造（容器内部で火花が発生しても容器の外では発火させない機械的保護構成）にした場合は、直接接続することが出来るが、しかし、流量計の構造上などの問題で耐圧防爆構造に出来ない場合は、本質安全防爆機器などの機器(本質安全防爆機器：危険なガスに着火しないように電気的にエネルギーを制限する電気的安全回路構成)に設計する必要がある。
その場合、流量計と計測器の間には、非危険場所側から危険場所側へのエネルギーの伝達を事故時にも安全な値に制限するための安全保持器(本質安全防爆関連機器)を入れなければならないが、本質安全防爆上、安全保持器側から見て流量計の内部インダクタンス及びキャパシタンスを無視出来る値となるように何らかの手法で分離しなければならない。
従来、このような分離をするために、フォトカプラを使用することが多いが、流量計が電池駆動で動作するようなものである場合、その電源も限られたものになるので、フォトカプラを使用するとその分、消費電流が大きくなり、電池の消耗が早くなってしまうという問題がある。
また、光ファイバーを使用して入出力間を絶縁分離する方法もあるが、その場合においても、光電変換モジュールを動作させる為に、同様に、消費電流が大きくなってしまう問題が生じる。
上記のように、本質安全防爆上における要求事項を満足しつつ、電池で駆動するような流量計の場合においては、出来るだけ消費電流を抑える必要がある。
そこで、本発明は、掛かる問題点を解決して、消費電流を増やすことなく、本質安全防爆関連機器側から見て本質安全防爆機器の内部のインダクタンス及びキャパシタンスを無視出来るようにして、本質安全防爆機器の要求事項を満足することを目的としている。
本発明は、一般的に用いられるトランジスタ出力回路に、本質安全防爆構造の要求事項を満足したツェナーダイオードと抵抗器を追加し、インダクタンス及びキャパシタンスを無視出来る構成とした。
本発明の防爆用分離回路は、危険場所に設置される本質安全防爆機器からの出力信号を、安全保持器を介して非危険場所に設置されている非本質安全防爆機器に伝達するに際して、安全保持器と本質安全防爆機器とを分離するものである。安全保持器に信号を伝達する出力回路を備え、この出力回路の入力端子に抵抗器を接続する。この抵抗器の前段に並列接続の複数のツェナーダイオードをコモンラインとの間に接続し、更にその前段に別の抵抗器の一端を直列接続し、その他端に本質安全防爆機器からの出力信号を結合する。これによって、安全保持器側から見て本質安全防爆機器の内部インダクタンス及びキャパシタンスを無視出来るよう構成したことを特徴としている。
また、本発明の防爆用分離回路は、入力端子がベースであるトランジスタによって出力回路を構成することができる。
また、並列接続のツェナーダイオードは、防爆等級に応じた数だけ並列に挿入することができる。
本発明によれば、本質安全防爆関連機器側から見て本質安全防爆機器の内部のインダクタンス及びキャパシタンスを無視出来るように構成したことにより、一般的な電気回路と同じ消費電流で、本質安全防爆上における要求事項を満足することが可能になる。
以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明の防爆用分離回路を例示する図である。流量計（本質安全防爆機器）は危険場所(現場)に設置される一方、積算計等の計測器（非本質安全防爆機器）が非危険場所に設置されている。両者の間には、非危険場所において安全保持器が挿入されて、非危険場所側から危険場所側へのエネルギーの伝達を事故時にも安全な値に制限している。
流量計の信号線(出力信号等)は、分離回路を介して、そしてさらに安全保持器を介して、計測器に接続されている。この場合、本質安全防爆上、安全保持器側から見て流量計の内部インダクタンス及びキャパシタンスを無視出来る値となるように分離するために、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３と抵抗器Ｒ１，Ｒ２が挿入されている。なお、Ｒ３は電気回路上必要な部品を示す。
本質安全防爆機器を満足する分離回路の構成の一例は、図１に示す通りである。即ち、安全保持器に接続される２つの端子に、トランジスタＱ１のコレクタとエミッタが接続される。このトランジスタのベースには、流量計からのパルス信号が、２つの直列接続の抵抗Ｒ１及びＲ２を介して入力される。さらに、コモンライン（共通ライン）と、トランジスタのベースの間には抵抗Ｒ３が接続され、そして、２つの直列接続の抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点とコモンラインとの間に、３つの並列接続のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３が接続されている。さらに、分離回路の安全保持器側に、異常電圧吸収のためのツェナーダイオードＺＤ４を挿入することができる。なお、図中に矢印で示す部品は、本質安全防爆上の必要要求事項を満足した安全保持部品を使用し、短絡・開路故障を生じないものとしている。
この並列接続のツェナーダイオードは、防爆等級に応じた数だけ並列に挿入する。これによって、トランジスタＱ１が故障したと仮定した場合、安全保持器側から加わる電圧(Uo)をＺＤ１〜ＺＤ３で制限して本質安全防爆機器内部への印加電圧を制限することができる(Uo≧VZD1〜ZD3)。
抵抗Ｒ１は、トランジスタＱ１のベース−コレクタ間の短絡故障及びベース−エミッタ間の開路故障を仮定した場合、安全保持器の内部抵抗によって制限された電流(Io)がＺＤ１〜ＺＤ３に流れ込むのに対して電流制限するためのものである。また、流量計の内部インダクタンス及びキャパシタンスの放電エネルギーが安全保持器側へ放出するのを抑制する。
抵抗Ｒ２は、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３で制限された電圧に対して、流量計内部に印加される電流を制限するためのものである。また、流量計内部インダクタンス及びキャパシタンスの放電エネルギーが安全保持器側へ放出するのを抑制する役目も備える。
通常であれば、トランジスタ出力回路の出力段のトランジスタのベース端子には、数十kΩ程度の抵抗が一つ挿入されればよいが、防爆性能を保持するために、ツェナーダイオードの前後に分けて回路に挿入する。
このような分離回路に、流量計からの信号、例えば計測値に比例したパルス周波数を有するパルス信号が入力される。さらに、パルス信号は、安全保持器に伝達される。なお、この分離回路は、流量計とは別個のものとして例示したが、通常は、流量計筐体内部に組み込んで、筐体内部で流量計の出力側に接続して使用することが、コスト的及び防爆構成的に望ましい。
この分離回路の動作について、さらに図２及び図３を参照して説明する。図２は、分離回路の出力側に接続されているそれ自体一般的なトランジスタ出力回路を示している。この回路のままだと、トランジスタＱ１の故障仮定時、本質安全防爆機器内部のキャパシタンスには本質安全防爆関連機器の最大電圧Uｏが印加され、且つ、インダクタンスに対しても本質安全防爆関連機器の故障時電流Ioが流れると仮定される。また、この回路の場合、本質安全防爆機器内部のキャパシタンス及びインダクタンスに蓄積されたエネルギーが本質安全防爆関連機器に放出されると仮定されるので内部インダクタンス及びキャパシタンスは無視出来る値とすることが出来ない。
図３に例示の防爆用分離回路は、図２に示すような一般的なトランジスタ出力回路に、本質安全防爆機器を満足するための回路（図中で点線矩形で囲んだ回路）を追加したものであり、ツェナーダイオードのツェナー電圧がパルス信号電圧（トランジスタのベース電圧）より高いものを使用した回路にすれば、通常使用時においては、ツェナーダイオードの電圧以下となり、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３に電流が流れることはないので、消費電流は変わらなく出来る。また、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３は安全保持部品としているので、本質安全防爆上仮定される事故時の条件でも、本質安全防爆機器内部のキャパシタンス及びインダクタンスに蓄積されたエネルギーが本質安全防爆関連機器に放出することはなくなるので内部インダクタンス及びキャパシタンスは無視出来る値とすることが出来る。
本発明の防爆用分離回路を例示する図である。 分離回路の出力側に接続されているそれ自体一般的なトランジスタ出力回路を示す図である。 図２に示すような一般的なトランジスタ出力回路に、本質安全防爆機器を満足するための回路を追加した防爆用分離回路を例示する図である。 従来から用いられている一般的な絶縁分離の手法を説明する図である。

Claims (4)

  1. 危険場所に設置される本質安全防爆機器からの出力信号を、安全保持器を介して非危険場所に設置されている非本質安全防爆機器に伝達するに際して、前記安全保持器と前記本質安全防爆機器とを分離する防爆用分離回路において、
    前記安全保持器に信号を伝達する出力回路を備え、
    該出力回路の入力端子に抵抗器を接続し、
    該抵抗器の前段に並列接続の複数のツェナーダイオードをコモンラインとの間に接続し、
    更にその前段に別の抵抗器の一端を直列接続し、その他端に前記本質安全防爆機器からの出力信号を結合して、
    前記安全保持器側から見て前記本質安全防爆機器の内部インダクタンス及びキャパシタンスを無視出来るよう構成したことを特徴とする防爆用分離回路。
  2. 前記出力回路をトランジスタによって構成し、その入力端子が該トランジスタのベースである請求項１に記載の防爆用分離回路。
  3. 前記並列接続のツェナーダイオードは、防爆等級に応じた数だけ並列に挿入される請求項１に記載の防爆用分離回路。
  4. 前記本質安全防爆機器の筐体内部に組み込まれて、該本質安全防爆機器の出力側に接続される請求項１に記載の防爆用分離回路。
JP2003405624A 2003-12-04 2003-12-04 防爆用分離回路 Expired - Fee Related JP4175567B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003405624A JP4175567B2 (ja) 2003-12-04 2003-12-04 防爆用分離回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003405624A JP4175567B2 (ja) 2003-12-04 2003-12-04 防爆用分離回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005165815A true JP2005165815A (ja) 2005-06-23
JP4175567B2 JP4175567B2 (ja) 2008-11-05

Family

ID=34728242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003405624A Expired - Fee Related JP4175567B2 (ja) 2003-12-04 2003-12-04 防爆用分離回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4175567B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011524716A (ja) * 2008-06-17 2011-09-01 ローズマウント インコーポレイテッド 本質安全の低電圧クランプ回路を備えるフィールド装置用ｒｆアダプタ
US8194380B2 (en) 2005-12-08 2012-06-05 Olympus Corporation Endoscope apparatus
US8279273B2 (en) 2006-01-27 2012-10-02 Olympus Corporation Endoscope apparatus
JP2014143876A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Oval Corp 電子信号処理装置及び流量計
US9778149B2 (en) 2014-05-02 2017-10-03 Swagelok Company Fluid sample system and method
JP2021052509A (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 Idec株式会社 エネルギー制限回路および安全保持器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8194380B2 (en) 2005-12-08 2012-06-05 Olympus Corporation Endoscope apparatus
US8279273B2 (en) 2006-01-27 2012-10-02 Olympus Corporation Endoscope apparatus
JP2011524716A (ja) * 2008-06-17 2011-09-01 ローズマウント インコーポレイテッド 本質安全の低電圧クランプ回路を備えるフィールド装置用ｒｆアダプタ
JP2014143876A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Oval Corp 電子信号処理装置及び流量計
US9778149B2 (en) 2014-05-02 2017-10-03 Swagelok Company Fluid sample system and method
JP2021052509A (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 Idec株式会社 エネルギー制限回路および安全保持器
JP7312072B2 (ja) 2019-09-25 2023-07-20 Idec株式会社 エネルギー制限回路および安全保持器

Also Published As

Publication number Publication date
JP4175567B2 (ja) 2008-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5585616B2 (ja) 回路保護装置
US20090009177A1 (en) Voltage monitoring method and circuit for electrical energy storage device
US20090179655A1 (en) System and method for fault isolation and leakage current detection
US20100085667A1 (en) Circuit arrangement comprising at least two capacitors connected in series
US10027108B2 (en) Surge reduction filter
KR100906304B1 (ko) 서지전압 보호회로의 누설전류 차단제어장치
EP1403832B2 (en) Intrinsically safe explosion-proof sensor circuit
EP3259817B1 (en) Intrinsic safety barrier
RU2666052C2 (ru) Взрывобезопасная сеть шины и структура ее взрывобезопасного узла
CN101262128B (zh) 温度触发脱扣装置
EP3483616A1 (en) Detection circuit and detection method
JP7244632B2 (ja) 複合集電体、電極シート、電気化学装置及び電子機器
JP2005167058A (ja) 防爆用絶縁分離回路
US10128661B2 (en) Status indicator for power generation systems
KR100906305B1 (ko) 양방향 억제용 서지전압 방지장치
JP2002515719A (ja) 電子トリップ遮断器用ゾーン選択インターロックシステム
JP4175567B2 (ja) 防爆用分離回路
KR100998661B1 (ko) 전기에너지 저장장치에 있어서 전압 모니터링 방법 및 이를이용하는 회로
JPH04222417A (ja) 差動電流保護回路
KR101414929B1 (ko) 수배전반의 전압감지 표시 제어장치
SE452536B (sv) Elektronisk releomkopplare
CN102288808A (zh) 一种led过电流检测电路及一种led驱动控制电路
CN108646128B (zh) 桥堆高温反偏老化系统
JP6840426B2 (ja) 電源監視システム
CN216927048U (zh) 一种短开路检测保护电路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060707

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060808

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060927

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080815

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4175567

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees