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在危险区域的自动化工程中，仪表防爆型式的选择是设计人员必须面对的问题。
很多工程师在项目讨论中会问：
“二线制变送器可以做成本安，那四线制仪表能不能也做成本安呢？”
这个问题看似简单，其实涉及到电路功耗、能量约束、国际标准、设备选型、安装策略等多个层面。 本文将全面解析“四线制仪表能否本安”的问题。
一
二线制 vs 四线制
1、二线制仪表
供电与信号共用一对导线。
常见于压力、温度、液位变送器，电流环 4~20 mA。
本安设计成熟，只需通过本安安全栅限制电压、电流。
功耗极低（一般小于 0.8W）。
2、四线制仪表
两根线专门供电，另两根线传输信号（电流、电压或数字通讯）。
常用于在线分析仪、质量流量计、振动监测仪等。
功耗较大，往往在 几瓦到十几瓦。
正是功耗差异，决定了二线制容易做成本安，而四线制仪表大多数只能做隔爆型。
二
本安防爆的核心机理
本质安全（Ex i）”的设计思路是：无论电路如何故障，都不能释放足以点燃爆炸性气体的能量。
1、关键控制对象
电压：通常限制在 30V 以下。
电流：通常不超过 200mA。
功率：一般小于 1.3W（取决于气体组别和温度等级）。
电容、电感能量：要考虑 C、L 的储能释放。
2、能量计算举例
在 IIC 组别（氢气/乙炔等）中，点燃能量可低至 20μJ。 如果一个电容 1µF 在 30V 下充电，释放能量约为 0.45mJ，已远高于点燃能量。 因此标准要求：
电容、电感必须受限，否则即使功率很小，也可能点燃气体。这就是为什么本安认证不仅看功率，还必须分析电路中储能元件。
三
四线制仪表的本安可行性
1、常见情况：功耗超标
某四线制分析仪需要 24V × 0.3A = 7.2W。
本安极限功率约 1.3W。
功率超出 5 倍以上，无法实现本安。
2、特殊情况：低功耗四线制
某些 MEMS 传感器或微型仪表功耗仅几十毫瓦。
若通过本安电源+隔离栅，电压/电流均受限，理论上可以实现本安。
但这类产品少见。
3、组合方式：供电隔爆 + 信号本安
部分厂家采用混合防爆：
仪表供电部分设计为隔爆型（Ex d），承受大功率。
信号输出部分设计为本安型（Ex i），确保进入控制系统的信号回路安全。
兼顾功耗需求与本安接口要求。这种模式在国际认证体系中是被允许的，但需要单独做“组合型式认证”。
四
国际标准与认证角度
1、IECEx & ATEX（国际/欧洲）
对本安电路规定了严格的电气参数限制。
强调正常与单故障两种工况下的安全性。
2、GB 3836（中国）
等效采用 IEC 标准。
常见认证形式有 Ex ia（可在 0区使用）和 Ex ib（可在 1区使用）。
3、NEPSI、CQST 等国内认证机构
对四线制大功率仪表，多数只给出 隔爆证书，很少能给本安证书。
工程师需要注意：不是厂家不愿意做四线制本安，而是功耗限制几乎不允许。
五
与其他防爆型式的对比
型式
典型应用
优点
缺点
本安型 Ex i
二线制变送器、小功耗传感器
接线方便，维护安全
功率限制严格
隔爆型 Ex d
四线制分析仪、流量计
功率无明显限制
外壳大，维修不便
增安型 Ex e
接线端子箱、电机
结构简单，成本低
不适合电子仪表
组合型
Ex d+Ex i
部分四线制智能仪表
兼顾供电与信号
成本高，认证复杂
六
工程误区与常见问题
误区1：认为所有仪表都能做成本安 实际上，大多数四线制仪表只能做隔爆。
误区2：以为本安比隔爆高级 事实上，二者只是适用场景不同，不能简单比较“高低”。
误区3：忽视电容电感的影响 有工程师只看电压电流，而忽视电容放电能量，容易导致设计失效。
七
行业发展趋势
1、智能化 → 功耗增加
越来越多仪表内置 MCU、通讯模块（HART、Modbus、以太网），功耗上升，本安实现更难。
2、混合防爆方案
Ex d + Ex i 的组合方案将更普遍。功能安全（SIL）结合防爆 一些化工项目同时要求 SIL2/SIL3 + 本安认证，对仪表厂商提出更高挑战。
3、低功耗设计进步
随着低功耗芯片发展，未来可能会出现更多小型四线制本安传感器。
八
工程建议
若必须在危险区使用四线制仪表：
选隔爆型，或采用 Ex d+Ex i 组合。
提前确认认证证书，避免项目验收争议。
若项目强制要求本安：
优先选二线制本安仪表。
对四线制需求，应与厂家确认功耗和认证方案。
设计人员注意：
不要在投标文件中写“所有仪表均需本安”，要结合功耗实际。
需要同时考虑防爆等级与功能安全要求。
九
结论
四线制仪表能不能本安？
理论上可以：在功耗极低的情况下，少数四线制仪表可以做成本安。
工程上不现实：绝大多数四线制仪表功率较大，只能采用隔爆或组合防爆。
四线制仪表的本安实现受功耗约束，绝大多数场合需采用隔爆型，工程设计应实事求是，避免强行要求本安。
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PROFILE
计为技术工程师
陈工
陈工，是计为自动化资深工程师，长期专注于液位测量设备的现场应用与技术改进，具备丰富的工程实践经验。曾多次参与石化、电力等行业项目，对雷达液位计、磁翻板液位计等仪表的选型、安装与故障分析有深入研究，尤其擅长解决密封、振动、温差等极端工况下的安装问题，帮助客户提升系统稳定性与测量可靠性。
计为专注于物位测量仪表的研发与生产，提供可靠的自动化解决方案。拥有50+项国家专利，荣获国家高新技术企业认证。
封面丨小黄
文字丨陈工
图片丨阿刀
审核丨小田
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