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江蘇金湖経済開発区金湖西路159-9号
Jiangsu Suyi Group Co., Ltd
2線制防爆PH計の信号伝送方式と耐干渉設計原理は何ですか。
日付：2025-10-27読み：1
一、二線制防爆pH計とは？
✅ 定義：
2線式防爆pH計一種の採用である2本の導線が同時に電源と信号を伝送する、および防爆機能（Ex d、Ex iaなどの防爆認証）のオンラインpH測定計器であり、主に可燃性、爆発性、ハイリスク環境における液体pH値のリアルタイムモニタリングと制御。
✅ 主な特徴：
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二、二線制防爆pH計の信号伝送方式
✅ 1.2線方式の意味：電源+信号多重
2線システムで：
2本の導線2つの機能を同時に担う：
計器（トランスミッタ）に電力を供給する（通常は24V DC)
でんそうそくていしんごう（通常は標準的4 ~ 20 mA電流信号、pH値に対応）
✅ すなわち、電力供給と信号共有のケーブルリソースを追加占有せずに同じペアのワイヤ、工業現場の配線がコンパクトで、防爆要求が高いシーンに最適です。
✅ 2.信号タイプ：4 ~ 20 mA工業標準アナログ信号
pH値と電流信号の対応関係（線形マッピング）例：
4 mA→pH 0（またはpH 2などのカスタム下限）
20 mA→pH 14（またはpH 12などのカスタム上限）
中間値は線形スケールで出力され、例えば12 mA→pH 7
なぜ0 ~ 20 mAではなく4 ~ 20 mAなのか。
4 mAを「生き零点」とする：信号が失われたり断線されたりした場合、電流は0 mAであり、制御システムはこしょうじょうたい、システムの安全性を高める。
しんごうでんたつきょり：電流信号の耐干渉性が強く、伝送距離が達することができる数百メートルから数千メートル、かつ線路の圧力降下に顕著な影響を受けない。
✅ 3.信号伝送フローの略図（文字版）
[pH電極]→[2線式pHトランスミッタ]→[4 ~ 20 mA信号]→[PLC/DCS/表示計器]↑[24 V DC電源]
電源も信号も通過同一対2線制御室またはPLCシステムに接続する、
トランスミッタ内部で電極が検出されたpH電位信号（mVレベル）変換＃ヘンカン＃標準的な4 ~ 20 mA電流信号出力。
三、二線制防爆pH計の耐干渉設計原理
工業現場の環境は複雑で、特に防爆領域、高温、高圧、腐食、電磁干渉、線路結合などの問題があるため、2線制防爆pH計は信号伝送とシステム設計には多重干渉防止と安全措置を取らなければならない。
✅ 1.電圧信号ではなく電流信号（4 ~ 20 mA）を採用する利点（コア耐干渉設計）
✅ 4 ~ 20 mA電流ループの天然耐干渉性は、工業プロセス制御における信頼性の高いアナログ信号の1つである。
✅ 2.二線制本質的安全（Ex ia/Ex ib）防爆設計原理
🔒 本質的なセキュリティ（Intrinsic Safety）とは？
本質的な安全とは計器は正常な動作または故障状態において、発生した電気火花または熱効果はすべて周囲の燃えやすい爆発しやすいガスに点火するために不足している。
✅ 二線制防爆pH計はよく用いられる：
Ex ia（本質的セキュリティ）：通常と2つの障害状態はすべて安全で、使用可能Zone 0（最高危）
Ex ib（ibレベルの本質的なセキュリティ）：通常と1つの障害状態でのセキュリティ、ゾーン 1
防爆設計のポイント：
限制能量：回路内のすべての部品（電源、増幅器、電極インタフェースを含む）の電圧、電流、電力はすべて厳格に一定の安全値以内に制限される、爆発性ガスを引火しないことを確保する、
本質的なセキュリティ認証：トランスミッタは全体的に機構（例えばATEX、IECEx、NEPSI、ULなど）の防爆認証を通過し、
防爆/ベンアンペア分離ゲート（オプション）：一部の非ネイティブ領域とネイティブデバイスの間でセキュリティゲートアイソレーションを使用します。
✅ 3.電気と信号の分離設計
シグナルアイソレーション：内部回路の採用光電分離、変圧器分離、外部干渉が信号経路に入ることを防止する、
フロートせっけい：地絡回路干渉（Ground Loop）を回避し、測定精度と耐コモンモード干渉能力を高める、
マスクとフィルタリング：信号ケーブルは通常シールド層を有し、計器内部にはEMI／RFIフィルタ回路、高周波干渉を抑制する。
✅ 4.pH電極と信号コンディショニングの耐干渉設計
高インピーダンス信号処理：pH電極出力は高インピーダンスmV信号（典型的には数十mV、高インピーダンスは10 8313Ωに達する）、干渉を受けやすいため、次のようになります。
採用高入力インピーダンス増幅器、信号減衰を回避する、
に通じをつけるフィルタ、増幅、線形化回路、mV信号を安定した4 ~ 20 mAに変換する、
おんどほしょう：温度センサーを内蔵し、自動的にpH値の温度変化を補償し、測定信頼性を高める、
でんきょくしんだん：一部のモデルは電極状態（例えば傾き、零点ドリフト）を監視でき、故障を警報する。
四、総括：二線制防爆pH計「信号伝送と耐干渉」核心要点