GFG安全栅在气体检测系统中的作用与选型指南

GFG 安全栅（SB1 为主）在气体检测系统中的作用与完整选型指南

一、GFG 安全栅在气体检测系统核心作用

1. 防爆限能（核心防爆功能）

安全栅安装在控制柜安全区，串联在 24V 电源与防爆区本安气体变送器中间，内置限流电阻 + 稳压限压电路：

将控制柜 22~30V DC 供电钳位至最大 21V DC输出到 0 区探头；

短路、浪涌、高压窜入时瞬间限制回路电流，输出能量远低于可燃气体最小点火能量，杜绝电火花引爆燃气、氢气、乙炔等介质；

SB1 防爆等级II(1)G [Ex ia Ga] IIC，三重容错设计，0 区连续存在可燃气体场景通用（ia 级支持正常 / 单故障 / 双故障均不引爆）。

本安系统回路示意图

2. 4–20mA 无损信号传输

双向传输 4–20mA 气体浓度模拟信号：

安全区侧三线制 PLC / 控制器供电，危险区侧兼容两线制 EC28 i 电化学、IR29 i 红外可燃气体变送器；

信号无衰减，不影响报警阈值、浓度采集精度，适配燃气燃烧机、液压测试间泄漏监测联锁系统。

3. 电气隔离抗干扰

切断安全区动力电缆、变频器、伺服电机带来的地环路、共模干扰：

隔离强弱电，避免 220V 动力故障高压击穿探头；

消除地线环流，同步保障摩菲温度传感器、Hydrotechnik 无线测力数据稳定无跳变；

区分本安端子与非本安端子，防止布线混接破坏防爆性能。

4. 系统防爆认证必备部件

整套气体检测设备出口欧美、国内防爆验收强制要求：本安探头 + 匹配 GFG 安全栅配套使用，单独探头无法通过 ATEX/IECEx 防爆验收；适配锅炉房、热处理炉、液压油库、化工通风橱防爆合规要求。

5. 故障保护

探头断线、线路短路时，安全栅维持回路低能量，同时 PLC 可识别故障信号，联动 KROMSCHRODER 燃气电磁阀切断气源、停机报警。

二、GFG 安全栅完整选型五步指南（SB 系列）

第一步：按防爆危险区域选型（最关键）

表格

防爆区域 推荐型号 防爆标志 适用场景

Zone 0（持续存在可燃气体，氢气 / 乙炔 IIC） SB1 / SB1 D（带 2.2 寸就地显示） II(1)G [Ex ia Ga] IIC 燃气燃烧室、油库密闭检测点、热处理炉内探头

Zone1/2（偶尔短时可燃气体） SB3 多通道安全栅 Ex ib IIB 车间通风良好检测工位、多探头集中控制柜

选型硬性规则：安全栅防爆等级≥现场变送器防爆等级；检测氢气、乙炔等高危 IIC 气体必须选 SB1 ia 级，ib 级不可用于 0 区。

第二步：匹配气体变送器型号与信号制式

SB1 专用匹配：GFG 两线制本安探头

EC28 i/EC28 Di（有毒气体：CO、H₂S）、IR29 i/IR29 Di（可燃燃气、甲烷）；

SB3 适配四线制多通道变送器，一台可带 3 路检测；

信号统一标准：全部支持 4–20mA 工业标准，无 HART 协议，适配普通 PLC 模拟量模块；

供电匹配：控制柜统一 24V 控制电源（SPRECHER-SCHUH PCS-025 变压器输出 22~30V DC，完全兼容 SB1 输入范围）。

第三步：核对电气回路安全参数（本安系统强制校验）

采购 / 布线前必须核对证书参数，超标会丧失防爆能力：

安全栅输出上限：Uo=21V DC，Io 限流；

线缆限值：危险区电缆总电容 Co、总电感 Lo 不得超过 SB1 证书标注最大值；电缆不宜超长，避免储能超标；

负载匹配：单通道仅带 1 台气体探头，不可并联多路变送器。

第四步：环境与安装需求选型

基础款 SB1：IP54 防护，仅电控柜室内安装，-20℃~+55℃；

SB1 D 带显示屏：需要控制柜就地直读气体浓度，无需上位机查看；

通道数量：单探头选 SB1 单通道；多探头集中监测选 SB3 三通道，节省柜体空间；

工况：机床、液压测试台油污环境优先密封浇封 SB1，粉尘多场景增加密封接线格兰。

第五步：合规认证与成套配套选型

认证要求：项目出口欧美必须带ATEX、IECEx双认证；国内防爆验收需配套防爆合格证；

成套联动配套（你的燃气 / 液压设备）：

燃气监测：SB1+GFG 探头 + DG6U-3 燃气压力开关 + 燃气电磁阀联锁；

液压防爆测试间：SB1 气体检测 + 摩菲 ES2T 油温传感器 + 软启动器泵组保护；

布线辅件：信号线使用屏蔽线缆，收纳进 IGUS 拖链，远离伺服、电机动力电缆，减少电磁干扰。

三、SB1 与 SB3 选型区分对照表

表格

参数 SB1（主流常用款） SB3

通道 单通道 三通道

防爆等级 Ex ia Ga IIC（0 区可用） Ex ib IIB（仅 1/2 区）

适配探头 两线制本安气体变送器 四线制变送器

显示 SB1 D 带本地显示屏，基础 SB1 无显示 无显示，仅控制柜采集

典型应用 单路 0 区燃气泄漏监测（燃烧机、密闭油池） 车间多工位集中检测

四、选型禁忌与安装注意事项

禁止将 SB1 安装在防爆危险区内，仅能放置在通风安全控制柜；

不可混用不同品牌安全栅与 GFG 本安探头，回路参数不匹配会失效；

拆装、接线必须断电操作；本安信号线与动力电缆分槽布线，禁止同管；

SB1 外壳可靠 PE 接地，齐纳限能电路依赖接地保障防爆性能；

多探头系统 0 区点位必须单独配 SB1，不可共用 SB3。