EKZ9742H型隔离式安全栅拆解及电路原理简单分析

2n3055 · 发表于 2026-4-22 14:58:05

本帖最后由 2n3055 于 2026-4-23 19:22 编辑

隔离式安全栅是一种专为易燃易爆危险环境设计的电气安全装置，又称安全限能器。

它安装在安全场所与危险场所之间，能够根据需要进行单/双向传递电信号，并限制因故障引起的危险能量传递，从而确保现场设备获得的能量始终在安全范围内。总之，这是一种工业上常见的电气安全设备，最近X宝的垃圾店里有拆机货出售，价格极其低廉。

买俩回来拆解研究一下，首先这玩意长这模样：

一面有型号参数

另一面有简易接线图

正面是指示灯和接线端子

接线端子采用常见的凤凰端子，上面还有剪断的残线，说明是拆机的无疑

端子带有防呆卡扣，这俩不是一个序列的端子不能混插
有效避免错接错插

底下是导轨卡扣，用于DN35标准导轨安装

看到这里，可能大家还是没搞明白这货是干什么的。
简单解释一下：
在工业生产中，通常采用危险分散控制，操纵和管理集中的控制方法。也就是大家常见的工厂内一个巨大的控制室，各种参数都在屏幕上显示出来，操作员在里面点点鼠标，按按按钮就可以控制生产了。出现问题再叫外勤去查看。

虽然操作员在控制室里面，但是那些设备，仪表可都是在现场的，他们之间都是通过电缆和控制室的DCS系统相连。控制室，都是安全的；而现场往往是危险的，可能有易燃气体，危险物质等。

那么，这个隔离式安全栅，就是危险区和安全区之间的一个防火墙，最大的作用是当发生故障时，避免危险能量从安全区传到危险区以防止事故。
举个栗子：燃气管道上某个电动阀控制信号是0-10V，结果某人脑残接错线直接接到220V上面去了。一通电电动阀控制板肯定要放烟花，如果正好有点可燃气体泄露，那这烟花可就大了。要是有这个安全栅存在，烟花也就放到在控制室里的安全栅为止了，不会让危险传递到现场去。这样保证了现场的安全。

至于安全栅的型号，功能，那太多了。有单路的，有多路的，有单向的，有双向的，有模拟信号的，有数字信号的，有电压信号的，有电流信号的。
今天这个，就是一个单向传递电流信号的安全栅。

输入4-20mA，输出还是4-20mA

下面开始拆解，这东西是卡扣设计的，螺丝刀一捅就开了

抽屉式结构

内部电路全貌

下面开始逐一分析内部电路

这种安全栅，是通过模拟隔离电路传递模拟信号的，内部采用磁电隔离的方式进行信号传递。

找到一个类似的电路：左侧的振荡器形成一个DC-DC电路，通过变压器T1为输入电路和输出电路提供电源。
同时，为磁放大器T2提供一个交流激励信号。变送器过来的4-20mA模拟信号经过放大，改变T2绕组中的直流电流，
从而让T2感抗发生改变，感抗的改变导致输出的变化，这样完成了信号的传递。

靠近PCB顶部的，就是电源和DC-DC部分

这是一个CD4047多谐振荡器组成的振荡电路，输出两路相位差180°的方波信号推动电源变压器。CD4047的电源通过一个LM317获得
这部分电路作用有二：一是分别为安全区和危险区的信号处理电路提供电源；二是为信号隔离单元提供交流激励信号。

这一侧，是联通危险区域的信号处理部分。
最重要的一环就是回路限能单元，是危险区电路独有的，可以看到有2个较大功率的电阻，还有几个凳子样安装的二极管：
这是一组齐纳二极管阵列，4只1N5350（13V 5W）齐纳二极管2串2并，组成一个吸收电路；
留了一组空位，其实可以6只二极管2串3并；
还有保险丝，这些元器件组成了回路限能单元，将危险尽可能减少到最低。

分析了回路限能单元的电路。
由限流电阻，一个齐纳二极管阵列，保险丝等构成。当线路出现过压/浪涌时，这个齐纳二极管阵列快速导通，
将电压钳位到安全值以下，再不济保险丝就会烧毁，断开电路，这个保险丝居然是50mA的，真是非常之小。
总之，就是为了降低危险区域内信号的电能，从而降低其产生电火花的风险。

这是信号和电源隔离单元：2个灌封的隔离变压器。
左边的是电源变压器，右边的是信号变压器。应该是企业定制产品，型号不知，内部结构不详。
这两个家伙，做成了输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构。
也就是说，危险区、安全区、电源这三组电路在电气上均互相隔离。

隔离变压器两边，是信号处理单元，每侧各由一个双运放LM258组成。
具体电路就不分析了，大致原理可以参考一下上面的简图，总之，是让进来的4-20mA电流信号还还原成4-20mA信号送出去。
LM258是什么电路？它是我们常用的双运放LM358的工业型号，还有军用型号叫LM158。
还有一个光耦用于反馈，确保构成闭环，满足隔离传输的精度。

看一下安全区的电路接口部分，没有了危险区接口的限能单元。
仅仅是保险丝+TVS组成。毕竟这一侧不存在危险因素，不需要那么复杂。

电路绕了一个圈，全部分析完毕。
最后，是全家福

拆解完毕，谢谢观赏

smzhudong · 发表于 2026-4-22 16:17:29

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石墨 · 发表于 2026-4-22 16:34:11

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sgchenm · 发表于 2026-4-22 20:05:39

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kkdkj · 发表于 2026-4-22 22:09:17

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何先生33159 · 发表于 2026-4-23 00:26:20

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ok_good · 发表于 2026-4-23 08:06:11

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sensmart · 发表于 2026-4-23 08:40:59

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sadfun · 发表于 2026-4-23 09:12:03

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wxhjsr · 发表于 2026-4-23 12:01:03

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sumandigit · 发表于 2026-4-23 12:38:10

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coverme · 发表于 2026-4-23 18:12:50

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张哲87723 · 发表于 2026-4-23 19:08:06

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yongshuo · 发表于 2026-4-24 01:24:27

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bennanhaier · 发表于 2026-4-24 13:57:42

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吐泡泡123 · 发表于 2026-4-24 17:30:40

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ddnr · 发表于 2026-4-25 08:59:34

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蓝轩 · 发表于 2026-4-25 09:07:46

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ren8wei · 发表于 2026-4-25 10:09:34

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smg小沈 · 发表于 2026-4-25 18:00:08

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