在將開關指定為更廣泛的設備或系統(tǒng)的一部分時，設計工程師需要考慮很多。無論目標用途如何，此類選擇都很重要，但在危險環(huán)境中，選擇正確的開關變得至關重要，并且可以毫不夸張地說，意味著生與死的區(qū)別。

爆炸可能發(fā)生不同程度的嚴重性：所需要的只是燃料、氧氣和點火源。那么設計工程師在選擇開關時需要考慮哪些因素呢？哪種產品可以消除潛在的火花以防止發(fā)生爆炸的風險？產品必須遵守哪些歐洲或國際標準？這種開關可以用在什么地方？有哪些類型的開關可用？

設計注意事項

在選擇開關時，需要考慮幾個因素。首先，設計者需要考慮系統(tǒng)最終部署的國家。巴西必須滿足的標準、規(guī)則和法規(guī)可能與歐洲的標準、規(guī)則和法規(guī)有很大不同，反之亦然。了解這些要求并確保您選擇的開關符合相關認證，這一點至關重要。

尺寸也許是第二個考慮因素。設計工程師通常需要在有限的空間范圍內集成開關，并且會對他可以選擇的開關范圍產生重大影響。應用的進一步考慮可以來自確定應用哪些電氣額定值以及需要哪種類型的執(zhí)行器來捕獲機械運動以將動作轉換為電信號。

或許，最重要的考慮因素是交換機的使用環(huán)境。許多危險區(qū)域可能在室外，因此在寬工作溫度范圍內的功能至關重要。以石油生產和分配為例，如果在俄羅斯半島到沙特阿拉伯沙漠中使用開關，則必須預期相同的功能性能。還需要評估開關必須防止水或其他液體進入的水平（即其密封性），在這個程度上，危險環(huán)境的范圍和應用范圍是相當大的。

C2000 MCU 有使用電機矢量控制的示例，包括扭矩、速度和位置；多種電流檢測拓撲；模擬和數字位置傳感器接口；靈活的實時連接；和一系列平臺版本。

“危險環(huán)境”一詞立即讓人聯想到石油鉆井平臺、石化廠和鉆井平臺，其中爆炸風險造成的破壞可能是災難性的。人們只需要記住十年前在英國的邦斯菲爾德油庫爆炸，據信這是和平時期歐洲同類中最大的一次，里氏標度為 2.4。

事實上，開關可以在各種應用中找到，例如用于密封、控制和監(jiān)測石油和天然氣鉆探過程中出現的不穩(wěn)定壓力和不受控制的流量的防噴系統(tǒng)。它們對于船員、鉆井平臺、環(huán)境的安全以及油井或氣井的維護至關重要。如果發(fā)生中斷，應急系統(tǒng)可以將鉆機從井中斷開，自動觸發(fā)關閉防噴器并關閉節(jié)流閥的開關。

開關也可以在泥漿泵中找到，用于在鉆井中將泥漿泵送到切割區(qū)域周圍，以保持該區(qū)域濕潤和潤滑，并防止壓力升高。體積是通過測量泵送動作的頻率來控制的，該頻率可以通過一個開關來測量，該開關檢測每次操作產生的電信號。

進一步的用途是檢測鉆機的穩(wěn)定性，檢測橫向漂移，如果橫向移動過多會造成危險，則切斷鉆機的電源。開關還用于指示管道“清管器”的位置，用于清除管道中的任何碎屑，以消除潛在的破壞性堵塞。

開關也被用于使用危險化學品的人員的去污淋浴中，并且再次需要證明在易燃液體存在時不會產生閃光。

并非所有需要開關的危險環(huán)境都如此明顯。例如，谷物本身幾乎沒有或根本沒有危害，但通過傳送帶將數千噸谷物運送到筒倉中會產生高度易燃的粉塵，最輕微的火花就能點燃。在木屑顆粒的生產過程中，當木材被研磨和壓縮時，會產生類似的有害粉塵，因此必須保證任何電氣控制系統(tǒng)不會產生可能產生點火場景的火花。鋸末和水泥等介質也構成可燃威脅，尤其是在工業(yè)過程中提取粉塵時。

設計師面臨的挑戰(zhàn)是不同的環(huán)境有不同的危險名稱，并且通常需要不同的機構批準。那么設計師通常會經歷哪些批準呢？

全球標準

在為特定應用選擇開關時，設計人員需要了解產品必須遵守的必要標準。詳細說明過多的標準本身就是一篇文章，但總的來說，歐洲的主要標準是 ATEX。ATEX 實際上是 CE 指南中用于控制爆炸性環(huán)境以及其中使用的設備和保護系統(tǒng)的適用性的立法的常用名稱。

國際電工委員會爆炸性環(huán)境用設備相關標準認證系統(tǒng)（IECEx 系統(tǒng)）試圖創(chuàng)建一個所有產品都必須遵守的國際標準，盡管其范圍仍然相對有限。其最終目的是消除對多項國家認證的需求，同時保持適當的安全水平。

北美（美國和加拿大）專門使用的設備的認證由 UL 和 CSA 認證機構負責，而在俄羅斯和前蘇聯國家，設備必須符合現已被 EAC 標準取代的 GOST 標準。

設計人員面臨的挑戰(zhàn)是了解每個標準的細微差別，雖然所有標準都旨在實現危險區(qū)域電氣設備的安全規(guī)范、安裝和操作，但它們在原理、分類和方法上略有不同。

那么有哪些類型的開關可用呢？在選擇開關時，假設產品符合相關的當地標準，設計人員可能會尋找具有特定功能的設備。

例如，開關應該由無火花材料制成，這聽起來很明顯。金觸點選項能夠更好地控制低能量電氣負載。具有全金屬傳動系統(tǒng)的開關即使在高溫下也能提供更長的使用壽命和一致的操作特性，并且側向旋轉結構上的雙軸承設計增加了對側向負載的抵抗力并同樣延長了產品壽命。

選擇帶有燒結青銅軸承的開關可以在腐蝕性環(huán)境中提供更大的抵抗力，并且開關包含堅固、耐腐蝕的頭部和主體，采用 316L 不銹鋼或磷酸鹽處理并經過環(huán)氧樹脂處理，還可確保更長的使用壽命。通過使用可選的氟硅密封件，可以延長工作溫度（低至 -40 °C）。

無論您選擇什么開關，無論環(huán)境如何，請選擇您一生都可以信賴的制造商。因為在危險環(huán)境的世界中，這正是您可能正在做的事情。

審核編輯：郭婷