Gemäss den europäischen ATEX-Normen müssen elektronische Geräte eigensicher zertifiziert sein, falls diese für den Einsatz in explosiver Atmosphäre vorgesehen sind. Eigensicher heisst, dass eine Zündung bei Kurzschluss bzw. Unterbrechung oder bei Überhitzung der Oberfläche nicht möglich ist. Als explosive Atmosphäre gelten sowohl zündfähige Gase wie auch Staub.
Konzept für zweikanalige Messgeräte
Die Herausforderung bei der Entwicklung des ATEX-Zweikanalkonzeptes ist die Bereitstellung von ausreichend hoher Spannung und Strom für die Versorgung der Sensoren und deren Signalverarbeitung bei gleichzeitiger Einhaltung der engen Grenzwerte. Neben einem effizienten DC/DC-Wandler mit den entsprechenden Isolationseigenschaften spielt das Massekonzept eine zentrale Rolle. Die Lösung von Dynatronics, Spezialist für kundenspezifische Elektronik-Entwicklungen, liegt in der galvanischen Trennung zwischen der Schnittstellen- und der Messfühlerseite. So wird die Sekundärseite konsequent gegen Masse bezogen, wodurch das Gerät die maximal mögliche Spannung im Fehlerfall niedrig hält. Eine DC/DC-Wandlung bei gleichzeitiger Einhaltung der ATEX-Anforderungen an die Isolationsstrecken ist notwendig.
Zuverlässig messen in zündfähiger Atmosphäre
Der Messfühler mit den zwei Sensoren ist für die ATEX-Zone 0 bestimmt. Das heisst, er wird in zündfähiger Atmosphäre betrieben. Der Messumformer hingegen ist für die ATEX-Zone 1 bestimmt. Da ist eine zündfähige Atmosphäre nur in seltenen Fällen zu erwarten.
Innerhalb des Messumformers werden zwei unterschiedliche Zündschutzarten verwendet. Vor der galvanischen Trennung wird die Zündung durch Funken oder Überhitzung im Fehlerfall durch eine Vergusskapselung verhindert. Nach der galvanischen Trennung und der Z-Barriere ist die Messfühlerseite eigensicher und zusätzlich auch noch vergussgekapselt sicher gegen Zündung geschützt.
Viele industriell genutzte Messgeräte verwenden die robuste Stromschnittstelle von 4 bis 20 mA. Ist das Gerät zweikanalig und für die Verwendung im explosiven Bereich vorgesehen, bietet das hier beschriebene Konzept eine zuverlässige Lösung für die Einhaltung der ATEX-Anforderungen.
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