MTL 8937-HN

MTL 8937-HN 是英国M.T.L.仪器仪表集团（现属于倍加福Pepperl+Fuchs集团）生产的一款回路供电型隔离式安全栅。它属于MTL8000系列，是一种安装在安全区（控制室侧）的关键接口设备。其核心功能是：为安装在危险区域（0/1区） 的二线制变送器（如压力、温度、液位变送器）提供隔离的、有限能量的直流电源（通常24VDC， 经本质安全认证），同时将变送器输出的4-20mA模拟量信号进行隔离、转换，并以高精度、高抗干扰的4-20mA信号形式传输到安全区的控制系统（如DCS/PLC）。它是构建本质安全防爆系统、实现危险区与安全区之间信号安全传递和能量限制的核心组件。

应用场景： 

在西北一座大型天然气净化厂的脱硫装置区（被划分为Zone 1危险区域），多个用于监测吸收塔压力和液位的二线制智能变送器分布在现场。这些变送器需要供电并输出4-20mA信号。如果直接将这些线路引入中央控制室（安全区），一旦线路在危险区域发生短路或开路产生火花，将存在引燃爆炸性气体的巨大风险。通过在控制室机柜内为每个变送器回路安装一台 MTL 8937-HN 隔离式安全栅，问题迎刃而解。8937-HN 从安全区的24V配电取电，经过内部的本安限制电路，向现场变送器输出经认证的本质安全电源（电压、电流、能量均被限制在安全范围内）。同时，它将变送器返回的电流信号进行电气隔离和精确转换，再输出给DCS卡件。在一次雷击导致的现场信号线感应过电压事件中， 8937-HN 的隔离屏障和限能电路有效保护了后方的DCS系统，仅安全栅自身报告故障，更换后系统迅速恢复，避免了昂贵的控制系统损坏。仪表工程师评价：“8937-HN 就像是为每个现场仪表配备了一位忠诚的‘警卫’。它既输送了必需的‘粮食’（电源），又忠实地传递‘情报’（信号），更关键的是，它死死守住了‘大门’（危险区与安全区的边界），确保任何危险都止步于前，是我们在易燃易爆区域安心生产的定心丸。”

核心参数速览： 

技术原理与创新价值： 

创新点1：三重隔离与本质安全能量限制。 8937-HN 的核心安全原理是 “能量限制” 和 “电气隔离” 。其内部包含精密的限压（齐纳二极管或晶体管）、限流（电阻或保险丝）和隔离（变压器或光耦） 电路。无论安全区侧发生何种故障（如电源过压），其输出到危险区侧的能量（电压、电流、火花能量）都被严格限制在无法点燃特定爆炸性气体的安全水平以下。同时，输入、输出、电源三端口之间高达1500VAC的电气隔离，彻底切断了危险区可能出现的危险电势传导至安全区的路径，保护了昂贵的控制系统和人员安全。 创新点2：高精度信号转换与低功耗设计。 在确保安全的前提下， 8937-HN 追求极致的信号保真度。它采用先进的低漂移放大器和精密电阻网络，对微弱的4-20mA现场信号进行高精度采样和转换。其转换精度通常优于±0.1%，确保了过程测量值从现场到控制室的真实还原。同时，其自身功耗极低，这意味着在密集安装的机柜中，发热量小，可靠性更高，也更节能。 创新点3：模块化设计与灵活的报警配置。 采用标准的DIN导轨安装和紧凑的模块化设计，便于在高密度安全栅导轨上安装和维护。通过模块上的跳线或DIP开关，用户可以灵活配置其报警模式。当检测到现场变送器回路开路（断线） 时，安全栅可以将其输出强制设置为一个超出正常范围的电流值（如22mA或3mA），从而立即在DCS上产生一个清晰的报警，帮助操作人员快速识别故障点，而不是误认为是工艺参数超限。

应用案例与行业价值： 

案例一：石油化工罐区液位与温度集中监测。 在大型石化储罐区，每个储罐都配备有雷达液位计和多点温度计，这些设备均位于爆炸危险区域。使用传统的模拟信号电缆直接连接至远在百米外的控制室，不仅信号衰减大，更存在安全隐患。采用 MTL 8937-HN 安全栅方案后，每个变送器的信号在进入控制室机柜时首先经过安全栅隔离和转换。这不仅确保了安全，还因为安全栅的高输入阻抗，减少了对信号回路的负载，允许使用更长的电缆而无需担心信号衰减。集中安装的安全栅也便于统一供电、维护和诊断，极大提升了罐区自动化监测系统的安全性和可维护性。 案例二：制药工厂反应釜压力与pH值安全监控。 在生物制药的发酵车间，反应釜内的压力和pH值是关键工艺参数，但反应介质可能产生易燃挥发性气体。现场的压力变送器和pH计输出4-20mA信号。通过 8937-HN 安全栅，这些信号被安全地引入DCS进行监控和联锁控制。安全栅的本质安全认证确保了即使在仪表接线箱内发生罕见的线路故障，产生的微小火花也绝对安全，不会引燃环境气体。这为制药企业符合严格的GMP规范和安全法规提供了不可或缺的技术保障。

相关产品组合方案： 

1. MTL 8000系列其他安全栅： 如8934-P（热电偶输入）、8936-P（热电阻输入）、8942-P（数字量输入）等，与 8937-HN 构成完整的本安信号隔离方案。

2. MTL 安全栅电源： 如8801系列专用电源，为多台安全栅提供稳定、可靠的非本安侧供电。

3. MTL 安全栅机架/端子板： 用于整齐、高效地安装和接线多台安全栅模块。

4. 本安型现场变送器： 如带 [Ex ia] 认证的压力、温度、流量变送器，与 8937-HN 配套使用。

5. 本安型齐纳安全栅： 如MTL 770系列，作为另一种经济型本安解决方案，与隔离栅（如 8937-HN）在系统设计时可互为补充。

6. DCS/PLC 模拟量输入卡件： 接收来自 8937-HN 安全区侧的标准4-20mA信号。

7. MTL 安全系统配置软件： 用于复杂项目的选型、参数配置和文档生成。

安装维护与全周期支持： 

8937-HN 的安装必须严格遵守本安系统安装规范（如IEC 60079-14）。关键步骤包括：1）将安全栅安装在安全区的控制柜内；2）使用蓝色的本安侧接线端子连接通往危险区的电缆；3）使用非蓝色端子连接安全区侧的电源和信号线；4）确保安全接地可靠连接（接地电阻<1Ω），这是齐纳管式安全栅泄放能量的关键路径（对于隔离栅，接地主要为了屏蔽和参考电位）。安装后需检查所有接线牢固，电源极性正确。 日常维护主要是定期检查安全栅的指示灯状态（电源/报警），通过DCS监控信号是否正常。定期（如每2-3年）进行系统回路的完整性检查，包括接地电阻测试。