机器人用无线通讯装置防爆安全检测技术

随着无线网络技术和电子技术的发展，无线设备已大量运用于石油、煤炭、化工等存在易燃易爆物质的工业生产场所，无线通讯装置等含射频源设备是智能搬运机器人最基本的功能之一，而智能搬运机器人的大量使用无疑使之成为重要的潜在危险点燃源之一[1]。爆炸环境用无线通讯装置产品种类繁多，为满足不同的要求，制定越来越多的无线技术协议，为使其工作在爆炸环境下，采用不同的防爆技术以提高无线通讯装置的安全性能，有效降低爆炸风险[2]。

无线通讯装置应用于爆炸环境下，需要对电子电路中的潜在危险点燃源包括静电、电火花、热表面及射频源进行综合分析评估，采用隔爆、本质安全、增安等防爆技术，使其满足相关标准要求。

导航仪的导航原理，首先利用PDA 端的蓝牙与Sample A 进行连接，盒子机内全向天线接收全球定位系统(GPS）、全球导航卫星系统（GLONASS）、北斗卫星信号，将接收到的卫星数据传输到主板；PDA利用自带的GPRS 网络模块或者WiFi 模块获取CORS基站下发的差分数据，然后利用蓝牙将差分数据传输给Sample A 主板；Sample A 主板利用获取的卫星数据和差分数据，解算出高精度坐标数据，并将高精度坐标数据利用自带的蓝牙回传到PDA 端，供PDA 端的软件调用，从而使PDA 端的软件获取并使用高精度坐标[3]。

由Sample A 工作原理可知，其中蓝牙、WLAN、GPRS、GPS、GLONASS、北斗等涉及无线技术，由于导航仪所需测试范围和精度均要求较高，部分射频源可能存在大功率或能量情况。

无线通讯装置通常由外壳、电缆及电缆引入装置、印刷电路板、电池及电池组、射频电路（含天线）等部分组成。Sample A 外壳由轻金属及塑料面盖组成，电池及电池组、印刷电路板采用本质安全技术设计，而作为射频源部分的天线放置在塑料面盖底部。

针对无线通讯装置存在的潜在危险点燃源，GB3836系列标准制定了相应的技术措施以降低风险，其中包括隔爆型、增安型、本质安全型、浇封型等防爆形式，使设备具备与爆炸环境相适应的防爆性能。对于电路板、非金属部件、电池与电池组、射频电路等潜在危险源的无线通讯装置部件，应分别采取措施进行设计。

电路板在工作过程产生的过载、短路、断路状态，极易产生热表面和电火花。为避免产生相应的点燃危险，一种方法是将电路板放入隔爆外壳或增安型外壳，以达到隔离爆炸危险；另一种方法是采用本质安全技术将电路中电流电压限制在爆炸环境的引燃值以下。通过以上两种方法可达到降低电火花危险的目的。而外壳防护、爬电距离和电气间隙等间距是实现相应安全系数的前提。

非金属外壳和外壳的非金属部件材料主要是塑料材料和弹性材料，除了对材质的相应热稳定性要求，如耐热、连续运行温度（COT）、相对热指数（RTI- 机械冲击）等，非金属外壳应设计成在正常使用、维护和清洁时避免由静电电荷引起点燃危险的结构。避免静电电荷在电气设备上积聚，一般方法：1) 合理选材，添加防静电剂，表面防静电涂层等，使表面绝缘电阻不大于109Ω；2) 按照GB 3836.1—2010 表6 限定外壳非金属部件的表面积。

电池由于自身结构和原理方面的缺陷，在电池发生外部短路或内部短路时，将产生过大的电流，瞬间大量能量的释放会产生极高的温度，甚至爆炸。因此，必须对电池采取隔爆措施或者本质安全处理，使之可以应用于爆炸环境。进行充放电试验、短路试验、火花试验等型式试验。