[发明专利]本质安全电压限制分路调节器电路

说明书

本发明提供了一种本质安全电压限制分路调节器电路。一种本质安全冗余调节器电路包括在调节轨和接地轨之间的多个电压限制调节器。多个电压限制调节器中的每个电压限制调节器包括：(i)分路调节器组件，分路调节器组件被配置为将调节轨和接地轨上的电压钳位到安全钳位电压值，以及(ii)一个或多个组件，其中，选择一个或多个组件中的每一个的特性以配置安全钳位电压值。

本申请是于2014年9月25日提交的、申请号为201410498575.0且发明名称为“本质安全电压限制分路调节器电路”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及本质安全设备电路并且更具体地涉及用于有害环境中的设备的本质安全电压限制分路调节器电路。

背景技术

一些工业过程，如在石油工业中的那些工业过程，需要设备操作在有害大气或其他危险条件中。这种设备通常由用于规定有害大气中的设备的特定条件的“本质安全”标准(如ISA-60079-11)标准管理。该条件力图限制在设备电路中存储的能量的量(例如通过限制电容器上的电压或者经过电感器的电流)或者限制积聚的能量的释放(例如通过限制组件的间隔)以使得能量的释放不会导致点火。在ISA-60079-11标准的情况中，如果满足在该标准中规定的特定条件，则设备的特定属性可以被视为是“绝对可靠的”。通常，如果设备的电路在具有高达两个“可计数的”错误的情况中仍然安全则设备的电路被视为是“本质安全的”。

通常，设备电路使用齐纳二极管作为分路电压限制器(shunt voltage limiter)以限制可能到达特定设备组件的电压。然而，虽然齐纳二极管在这种电压限制上有效，但是齐纳二极管必须在远低于齐纳电压的电压下操作以防止齐纳电压附近的电流泄漏。在功率敏感的应用中(例如由4-20mA信号供电的仪器)，这种电流泄漏是至关重要的。另一方面，如果较高电压齐纳二极管被合适地规定以防止电流泄漏，则电压限制增加，这可能导致关于本质安全的问题。

发明内容

一种本质安全过程控制设备，包括：调节轨；接地轨；以及电气耦接到该调节轨和该接地轨的设备组件，其中，在该调节轨和该接地轨上施加的电压导致能量被存储在该设备组件中。该本质安全过程控制设备进一步包括三个或更多个电压限制调节器，每个电压限制调节器被设置为与该设备组件并联并且每个电压限制调节器包括：分路调节器组件，该分路调节器组件被配置为将该调节轨和该接地轨上的电压钳位到安全钳位电压值，以及一个或多个组件，其中，选择该一个或多个组件的特性以配置该安全钳位电压值。

一种本质安全冗余调节器电路，包括在调节轨和接地轨之间的多个电压限制调节器。该多个电压限制调节器中的每个电压限制调节器包括：分路调节器组件，该分路调节器组件被配置为将该调节轨和该接地轨上的电压钳位到安全钳位电压值，以及一个或多个组件，其中，选择该一个或多个组件的特性以配置该安全钳位电压值。

附图说明

图1是示出了包括用于实现冗余调节器电路的本质安全过程控制设备的示例性系统的方框图。

图2是示出了包括实现与冗余调节器电路并联的多个设备组件的本质安全过程控制设备的另一个示例性系统的方框图。

图3是示出了包括用于实现与冗余调节器电路并联的能量存储和非能量存储组件的本质安全过程控制设备的另一个示例性系统的方框图。

图4示出了可以实现为图1-3中所示的其中一个冗余调节器电路的一部分的示例性电路。

图5示出了可以实现为图1-3中所示的其中一个冗余调节器电路的一部分的另一个示例性电路。

图6示出了可以实现为图1-3中所示的冗余调节器电路的示例性冗余调节器电路。

具体实施方式