制器54能够是任何适当的装置或者构件，但是在一个实施 例中，是微处理器。
[0018] 分析仪10经由防爆等级导管52被联接到AC源29。因为导管52是防爆等级的， 所以其防止气体进入壳体36。此外，如果气体确实进入到壳体36中并且经由与高压电路50 接触而被点燃或者与壳体36中的任何其他构件接触而被点燃，那么火焰不会溢出到壳体 之外。在如图3所示的实施例职工，整个壳体36是防爆等级的。然而，在壳体36的本质安 全部（腔室64,如下所述）不是防爆的情况下可以应用本发明的实施例。防爆布线馈通装置 62经由本质安全边界或屏障66而将低压本质安全电路60联接到腔室64中的本质安全电 路72。电路72可以是任何本质安全电路或构件。例如，电路72可以是简单的电路板，该电 路板具有定制端子和保险丝以及一些基本的保护电路。然而，电路72也可以包括对于包含 具有其自己的过程通信能力的本质安全变送器而言所必需的所有电路。此种过程通信能力 包括根据如下的协议的通信：可寻址远程变送器高速通道协议（HART?)、FOUNDATION? 现场总线协议或其他过程通信协议。
[0019] 因为腔体56是防爆的，因而腔体56中的火焰或爆炸不能通过馈通装置62溢出， 并且因此不会点燃或以其他方式破坏安全区域。信号线68允许装置10以能量限制的方 式与一个或多个其他设备通信以与本质安全说明保持一致。本质安全电路60能够包括任 何适当的可操作地与本质安全说明保持一致的电路。在一个实施例中，电路60可以包括用 于产生能量限制信号的通信电路，该能量限制信号根据过程通信协议适于传输通过危险环 境。
[0020] 根据本发明的一个实施例，壳体36在其中具有一对腔体56、64。然而，如图3所示 的实施例描述了彼此靠近的腔体56和64,但是本发明的多个实施例在腔体56和64彼此分 开的情况下也是实用的。在腔体56和64彼此分开的实施例中，防爆布线馈通装置是防爆 等级的导管。腔体56具有非本质安全区域57和本质安全区域58。腔体56容纳区域57中 的高压电路50,以及用在分析仪10中的其他任何非本质安全电路。相反的，区域58和腔体 64只容纳与本质安全说明一致的电路，诸如上述提及的电路。区域57和58通过虚线59而 隔开。位于线59右侧的本质安全电路使用防爆布线馈通装置被供给到腔室64。通过馈通 装置62的信号可以沿着电线被传送或者以其他任何适当的方式被传送，诸如光、光纤、磁、 射频等。虽然虚线59体现了相同的印刷电路板上的非本质安全电路和本质安全电路之间 的隔开，但是此种隔开也可以使用分开的印刷电路板而实现。此外，将非本质安全电路与本 质安全电路分开的任何可接受技术都可以被使用。在该实施例中，信号在区域57中的电路 50和区域58中的电路60之间传递的唯一方法是经过信号隔离器70。该隔离器70保证通 过隔离器70的信号是能量限制的。在一个实施例中，隔离器70提供250伏的本质安全信 号隔离，该本质安全信号隔离满足本质安全的需求以将本质安全电路与非本质安全电路隔 开。
[0021] 本发明的实施例因此提供一种现场氧气分析仪，该分析仪具有以下优点，即，在还 提供本质安全布线的便利的同时，使用电加热器以将氧气传感器加热到用于有用的操作而 所需的温度（典型的是600°C以上）。这允许用户采用从装置到分布式控制系统的更简单 的本质安全布线技术。
[0022] 虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将意识到在不脱 离本发明的精神和范围的基础上可以对形式和细节做出修改。例如，虽然以及关于具有加 热的氧气传感器的现场氧气分析仪描述了本发明，但是本发明的实施例也可以适用于任何 需要此种动力的仪器或设备，从而仪器或设备的至少一部分不能符合本质安全要求，但是 其中本质安全输出是期望的。
【主权项】
1. 一种现场氧气分析仪，包括： 探针，所述探针能够延伸到过程气体源中，所述探针具有被设置在其中的氧气传感器 以及加热器，其中，加热器被构造为将氧气传感器加热到足够操作氧气传感器的温度； 壳体，所述壳体被联接到探针，所述壳体具有位于其中的第一腔室和第二腔室，所述第 一腔室是防爆等级的并且包括被联接到加热器以激发加热器的非本质安全电路，所述第二 腔室只包含与本质安全说明一致的本质安全电路；以及 其中，第一腔室和第二腔室通过防爆等级馈通装置而被联接在一起，其中，非本质安全 电路经由能量限制隔离器而与本质安全电路隔开。2. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，还包括防爆等级导管，所述防爆等级导管 被构造为将非本质安全电路联接到电源。3. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，其中，整个壳体是防爆等级的。4. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，其中，非本质安全电路包括被能够操作地 联接到氧气传感器的控制器，其中，所述控制器被构造为控制加热器以将氧气传感器加热 到足够操作氧气传感器的温度。5. 根据权利要求4所述的现场氧气分析仪，其中，氧气传感器是氧化锆传感器，并且其 中所述温度是600°C以上。6. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，其中，本质安全电路包括通信电路。7. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，其中，能量限制隔离器是至少250伏本质安 全信号隔离器。8. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，其中，第二腔室被构造为被放置在本质安 全边界的与第一腔室相反的一侧。9. 根据权利要求1所述的现场氧气分析仪，其中，第一腔室具有包含非本质安全电路 的第一区域，和只包含本质安全电路的第二区域。10. 根据权利要求9所述的现场氧气分析仪，其中，能量限制隔离器被放置在第一区域 的非本质安全电路和第二区域中的本质安全电路之间。11. 根据权利要求9所述的现场氧气分析仪，其中，第二腔室的本质安全电路通过防爆 等级馈通装置而被连接到第一腔室的第二区域的本质安全电路。12. 根据权利要求9所述的现场氧气分析仪，其中，第一区域和第二区域被设置在单一 的电路板上。13. 根据权利要求9所述的现场氧气分析仪，其中，第一区域和第二区域被设置在不同 的电路板上。14. 根据权利要求9所述的现场氧气分析仪，其中，第一腔室和第二腔室被彼此分开。
【专利摘要】提供一种现场氧气分析仪(10)，该分析仪具有本质安全输出(68)和加热探针(12)。该探针能够延伸到过程气体源中并且具有被设置在其中的氧气传感器(34)以及加热器(38)。所述加热器(38)被构造为将氧气传感器(34)加热到足够操作氧气传感器(34)的温度。壳体被联接到探针并且具有第一腔室(36)和第二腔室(64)。所述第一腔室(36)是防爆等级的并且包括被联接到加热器(38)以激发加热器(38)的非本质安全电路(50)。所述第二腔室(64)只包含与本质安全说明一致的本质安全电路(72)。第一腔室(36)和第二腔室(64)彼此隔离开。非本质安全电路(50)经由能量限制隔离器(70)而被联接到本质安全电路(60)。
【IPC分类】F23N5/00, F23N5/26
【公开号】CN104981661
【申请号】CN201480006370
【发明人】约瑟夫·C·尼默尔, 马克·D·斯托杰克夫
【申请人】罗斯蒙特分析公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年5月13日
【公告号】CA2911421A1, US20140338422, WO2014186351A1