Wat is intrinsieke veiligheid?

Intrinsieke veiligheid is een beschermingstechniek die de energie—zowel elektrisch als thermisch—beschikbaar in een circuit beperkt tot onder de ontstekingsdrempel van de omringende atmosfeer. In tegenstelling tot explosieveilige behuizingen, richt IS zich op het voorkomen van ontsteking bij de bron, waardoor het ideaal is voor low-power apparaten zoals sensoren, zenders en handheld instrumenten.

Principes van circuitontwerp van IS-instrumenten

Het ontwerpen van een intrinsiekveilig circuit vereist nauwkeurige controle van energie, fouttolerantie en componentgedrag. Belangrijke principes zijn onder meer:

1. Energiebeperking

• Spanning en stroom worden beperkt tot veilige niveaus (meestal <30V en <100mA).
• Opgeslagen energie in inductoren en condensatoren moet worden geminimaliseerd om vonkontlading te voorkomen.

2. Zenerbarrières en galvanische isolatie

• Zenerbarrières klemmen de spanning vast en leiden overtollige energie naar de aarde.
• Galvanische isolatoren gebruiken transformatoren of opto-koppelaars om veilige en gevaarlijke zones te scheiden.

3. Stroombegrenzende weerstanden

• Serieweerstanden beperken de foutstroom en voeren energie veilig af.

4. Componentselectie

• Alleen gecertificeerde componenten met voorspelbare faalmodi worden gebruikt.
• Condensatoren en inductoren worden zorgvuldig gedimensioneerd om te voorkomen dat de ontstekingsenergie wordt overschreden.

5. Redundantie en foutanalyse

• Circuits zijn ontworpen om veilig te blijven onder enkele of dubbele foutcondities.
• FMEDA (Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis) wordt vaak gebruikt om de veiligheid te valideren.

IEC 60079: De leidende standaard

De IEC 60079-serie is de internationale benchmark voor apparatuur die wordt gebruikt in explosieve atmosferen. Specifiek:

IEC 60079-11: Intrinsieke veiligheid “i”

• Definieert vereisten voor IS-apparatuur en -systemen.
• Specificeert maximale toelaatbare energie, fouttolerantie en testprocedures.

IEC 60079-25: IS-systeemontwerp

• Behandelt de interconnectie van IS-apparaten en bijbehorende apparatuur.
• Zorgt voor systeembrede naleving, niet alleen van individuele componenten.

Certificering en markering

• Gecertificeerde IS-apparaten dragen markeringen zoals Ex ia IIC T4, wat aangeeft:
• Beschermingstype: “ia” (twee-fouttolerantie)
• Gasgroep: IIC (waterstof, acetyleen)
• Temperatuurklasse: T4 (max. oppervlaktetemp. ≤135°C)

Waarom het belangrijk is voor export en compliance

Voor fabrikanten en exporteurs van instrumentatie—vooral in sectoren als olie & gas, chemicaliën en keramiek—is naleving van IEC 60079 essentieel voor toegang tot de wereldmarkt. Intrinsiekveilige ontwerpen voldoen niet alleen aan de wettelijke eisen, maar verminderen ook de installatiekosten door zware explosieveilige behuizingen te elimineren.

Veiligheid als elegantie

In de geest van het daoïstische ontwerp gaat intrinsieke veiligheid over minder doen om meer te bereiken—overtollige energie verwijderen, circuits vereenvoudigen en vertrouwen op terughoudendheid in plaats van brute kracht. Het is een stille vorm van bescherming, waar elegantie en techniek samenkomen.