IQ电动执行机构特性.docx
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IQ电动执行机构特性
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IQ
RotorkIQ系列
新一代智能型非侵入式三相电动阀门执行器
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在阀门控领域中居世界领先地位
RotorkActuation公司在成立以来的40年中，已在阀门、水闸和档板执行机构产品领域内成为优质的代名词，这些产品广泛应用于世界各地的石油、天然气、电力、水利和污水处理行业。
我们的成功，是由于在Rotork生产作业的各个阶段和各个环节上坚定不移地重视质量。
从最初现场测量、规格制定和设计到材料、制造和检测工序、安装、调试和售后服务，我们的信誉卓著，堪称一流。
公司成功的关键是有一支出类拔萃的员工队伍―――训练有素、思想先进的工程师、技术支持人员，他们各司其职，在维护Rotork的无可匹敌的信誉方面发挥着重要作用，为客户提供创新、可靠和一流的支持。
Rotork已在执行机构技术领域确立了领先地位。
IQ执行器的特点3
可靠性4
智能型执机构5
保护6
应用7
智能化通讯8
通讯系统10
结构12
二级齿轮箱14
性能参数概要16
执行器驱动连接18
标准功能20
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RotorkIQ智能型阀门执行机构―――精益求精
Rotork经过试验和测试的IQ智能型电动阀门执行器系列现在又进一步提高了质量―――保留着名扬四海的特征，如Rotork独特的双密封系统和“非侵入式”红外线设定功能，同时用更少的电子元件，增加了功能和可靠性。
Rotork的IQ是站在新技术的前沿不断致力于研究与开发的成果，为最终用户提供更高的质量、性能和全面的价值标准。
RotorkIQ标准规格提供了广泛的控制和显示的灵活性，使得复杂的和昂贵的顾客定制经常是不必要的。
这一方法允许采用流水线生产工序，从而确保一贯高标准的产品质量。
IQ继续提供其全部关键性优点，使它在全世界居领先地位，这些优点包括：
终身使用
对于任何环境，任何应用，IQ已成为可靠性的代名词。
简明的设计、双密封的防水外壳、红外线设定以及全面的保护系统，使得IQ在可靠的阀门操作领域居世界领先地位。
安心使用、极低的维护费用、简便的诊断及更换备件可让使用者无需专门记忆其过程。
调试简便
用红外线设定器可进行简单、安全和快速的非侵入式调整。
使用“随按随用”IQ设定器可以进入和调整执行器的设定，如力矩值、限位、控制及显示功能。
Rotork所提供的、独特的本安型设定器，在任何环境中，无论动力电源提供与否，均可对执行器进行非侵入式设定。
排除故障简便
易读的、带有背景照明的显示器提供了阀门运行状况、控制和执行器的报警图标。
用IQ设定工具可以查看全面、实时、诊断帮助屏幕，可全图显示就地和远程控制状态执行器组态和即时阀位的力矩。
内置数据记录器可记录操作、报警和阀门力矩分布数据，可提供宝贵的操作运行状况和运行条件的信息。
IQ现在为阀门执行机构提供了一系列强大无比的卓越特性，其中包括：
直流和单相电源执行器
作为标准功能的内置数据记录器
兼容红外线数据通讯标准，可通过移动电话或PC机对执行器进行就地和远程分析。
为用户提供了更清晰、更多、更易用的控制和指示功能
简单的力矩和阀位控制，使可靠性得到提高
合理的电子工艺―“系统集成芯片”技术
防腐功能增强
控制和指示灵活性提高
附加保护系统
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保护是关键
在电动执行器应用中积累的大量经验，使Rotork在执行器端口保护方面居世界领先地位。
在涨潮、阴湿、冷热悬殊、极端恶劣和腐蚀性空气以及从沙漠到冻原、从沿海到地下等各种环境中，执行器都将可靠地运行。
Rotork知道，执行器可靠性方面最重要因素是不受环境影响――简而言之就是外壳。
双密封双保护
IQ外壳的额定防护等级为IP68－水下3米，48小时，NEMA4/4×/6。
它是完全防水和防尘的，而且不“透气”。
Rotork双密封系统确保内部元件受到保护，因为它们被防水接线端子模块将内部电缆与接线端子箱隔离。
即使在现场接线期间，移去接线端盖，保护仍得以维持，且接线端子模块为独立密封。
非侵入式终身密封
IQ的现场调试无需卸掉电气箱盖。
所有设定和调整均使用提供的红外线设定器来完成的。
在我们制造厂的受控制环境中组装后，气体交换已被排除―――所有内部元件终身得到完全保护。
非侵入式控制选择器意味着没有穿过控制箱体的贯通轴。
简单、可靠
IQ设计简单，而规格和性能有所扩展。
力矩测量
执行器能够可靠和精确地测定应用于操作一个阀门的作用力，这是对阀门和执行器提供保护的基础。
IQ使用其专利的输出力矩测量系统，该系统是从人们熟悉的类似压力传感器这样的过程测量技术研制而成的。
在工业中经过验证和测试的这一技术适用于阀门执行器。
在带有负荷的情况下，用安装在力矩传感器内的压敏电阻传感器，使电机蜗杆推力的反作用力直接转换成与输出力矩成比例的电信号。
可获得准确的、可重复的力矩测量值，且独立于频率、电压和温度的变化。
阀位测量
可靠的过程控制取决于阀门行程末端的准确定位，而液压控制取决于阀门行程中间的准确定位。
拥有专利的非接触式阀位测量系统是执行器控制中最简单的设计。
只有一个活动部件的分解器把输出中心套筒的旋转转换成电信号，然后与储存在安全、永久的存储器中的限位作比较。
元件减少
合理的机械和电气系统使可靠性得到提高。
作为IQ的基础，手轮结构和控制底架的改进提高了执行器的可靠性。
最新“系统集成芯片”技术已应用于IQ控制模块。
元件数量已明显减少，从而减少了互连、布线和印刷电路板的复杂性。
采用了诸如数据记录、额外的控制和显示功能以及更好的系统保护等加强功能，从而提高了性能及可靠性。
安全完整性
最初研制IQ是为了提高阀门执行器的安全完整性状态。
通过再次的设计和创新，Rotork能够提供解决办法，使工艺工程师能够根据确定的安全完整性等级评估选择执行器。
鉴于IEC61508、ISA-S84.01和DIN19250等国际标准成为评估工艺系统安全完善的要求，Rotork将乐意讨论您的要求。
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IQ－智能上首屈一指
执行器的显示
IQ包括一个专门为执行器显示而研制的一个独特的液晶显示器。
其大屏幕使得能够容易地从远处看到阀位、力矩和诊断屏幕。
独特的带背景照明系统的液晶显示器提供所有灯光条件下的高可见度。
同时提供了三个绿色、黄色和红色发光二极管阀位指示灯。
显示支持
Rotork认识到在任何时候都需要就地和远程阀位指示，即使在执行器电源关闭时也是如此。
IQ包括了一个电池，以便在电源关闭时保持并更新阀位指示。
该电池还支持断电时数据记录和调试。
设定
用提供的本安型IQ红外线设定器进行设定、调整和查看，可以让用户通过液晶显示器方便地进入执行器的组态。
屏幕上的诊断图标
液晶显示器中有四个专用报警图标，可以清晰地显示阀门、控制系统和执行器的报警。
帮助屏幕
用IQ设定工具可以调出六个帮助屏幕，因而能够对控制信号、阀门和控制器状态以及显示状态进行实时、分组分析。
如果执行器用自动自测和诊断装置（ASTD）检测到启动问题，第七个帮助屏幕会自动显示出来。
阀门力矩指示
用设定器通过IQ液晶显示器可以实时观察对应于阀位的阀门力矩，因此，阀门工作条件的分析成为标准功能。
条件控制
对于高度安全完整性的应用，要求IQ可组态为“条件控制”。
在这一方式下，操作取决于两个独立的信号。
看一下“关闭阀门”命令实例，同时提供一个“远程关闭输入”信号和“关闭联锁输入”信号，执行器将操作，关闭阀门。
如果只提供一个信号，或一个信号丢失，执行器将保位或停止而防止故障。
当组态为有条件的远程控制时，就地操作无需联锁输入。
数据记录
每一个IQ都有一个内置数据记录器。
数据记录器获取和储存诸如就地和远程控制信号、执行器数据及操作次数和操作状况等操作事件数据，以便对在行程中的操作进行分析。
在打开和关闭过程中，通过阀门力矩分布图包括上一行程分布图及历史平均分布图，可对在工作条件下阀门运行状态进行分析。
数据记录器可通过IQ的IrDA接口与相连的兼容设备（见下述）或通过标准红外线通讯与Rotork本安型通讯器进行通讯。
IrDA通讯
从成功地采用IQ红外线系统起，IQ现在还支持与IrDA兼容的通讯。
IQ的组态和数据记录文件可以由现场总部或Rotork终身维护部门进行处理。
因此无论你在世界各地，Rotork的支持垂手可得。
数据交换是通过兼容的移动电话机、PC进行的，或者在执行器安装在危险地方时，数据交换是通过Rototk本安型通讯器来完成的。
IQ-InsightPC软件提供了与执行器及其内置数据记录器的接口。
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绝对安全、充分保护
相同步器可防止因接线错误而损坏阀门
Rotork独特的“相同步器”自动相旋转调整装置，用以防止因电源接线不正确而导致阀门损坏，可确保IQ的三相电机始终具有正确的电源相序。
单相保护
为了进一步防止电机过热，IQ的电子装置不断监视着电源的三相。
如果一相或多相丢失,可防止控制电路将触点激励。
作为标准功能,可获得电源掉相时的现场和远程报警。
阀门卡住时电机的保护
如果阀门被卡住，当启动信号发出后7-15秒内无任何动作，逻辑电路可将相应的接触器断开，以防止电机过热。
过热保护
在电机线圈的端部装有一个热动开关,用以直接检测这些线圈的温度,如果电机线圈过热，可将执行器的控制电路断开。
瞬时反转保护
自动延时电路在执行器接到瞬时反转命令时,它可防止冲击负载对阀杆和齿轮箱所产生的不必要的磨损。
该电路还可以通过触点限制浪涌电流。
自动自检测和诊断功能（ASTD）
在任何时刻，一旦执行器接通电源，它将自动检测操作电路和存储设备，以确保正确的操作。
对于很少发生的设备故障，可以被诊断出来并且显示于帮助屏幕H7，同时执行器的电动操作将被禁止，以便于现场维护。
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用户定制功能
即使Rotork的标准IQ执行器已提供了广泛的控制和显示灵活性，仍可按用户要求提供多种功能，以考虑个别用户的需求。
用于多转式和角行程阀门的齿轮箱
大型及慢速移动的闸阀和球阀可通过电动执行器下面安装的伞形齿轮或直齿齿轮来驱动。
IQ执行器可与角行程的蜗轮蜗杆齿轮箱相连，通过增加力矩、降低速度来操作角行程阀门。
有关用于角行程及多转式阀门的执行器选型程序存储在CDROM光盘上。
防火和极冷
在高达+70℃温度下完全可以正常工作。
通过使用外加箱体、覆盖膨胀涂层，标准IQ执行器可在火中（温度可迅速升至1000℃时）运行长达30分钟。
也可加以更改，以便在-50℃低温下正常工作。
详见出版物S310E。
地面安装
带有向上或向下短轴的落地支架可通过用户提供的连杆和万向节与远程阀门相连接。
线性输出驱动组件
对于要求执行器线性输出,可在标准IQ执行器底座安装螺杆。
挡板执行器
单叶片或多叶片挡板均可通过与挡板轴直接相连或通过摇臂进行电机驱动。
加长阀杆
对于应用于高温介质的明杆阀门,如实心或弹性楔型闸阀,则必须加长阀杆,否则会导致阀门损坏或泄漏。
加长或缩短阀杆的效果要好于在执行器的出部位安装Rotork温度调整器。
详见出版物E152E。
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智能通讯－终身支持
终身支持
Rotork知道我们的客户需要支持。
工厂停工、延迟调试计划和不恰当维护的费用和罚款太高，所以不允许无效的支持。
而使用IQ-IrDA（红外线通讯协议）进行通讯则可提供很好的支持，无论你在世界上的任何地方。
通过IrDA™/无线电话连接，Rotork的用户终身维护部门可以对执行器进行分析和组态，以提供全面的产品支持。
远程诊断-IrDA™
IQ利用IrDA实现快速、安全、非侵入式的通讯和标准化的数据交换。
执行器的设定组态可以被分析和改变。
每一台IQ均包括一个内置的数据记录器。
我们可以对诸如阀门力矩分布、执行器事件及统计等操作数据的分析进行解释并给出建议。
数据记录信息可通过与IrDA兼容的无线电话传送至Rotork客户终身维护部门或用户现场总部。
经过分析、更改执行器设定组态后，再传送回执行器。
阀门和执行器的操作分析可简单地通过电话来传达。
PC工具－IQ-Insight
IQ-InsightPC软件是一个图形用户接口，使所有IQ设定和数据记录信息可以得到检查、分析和重新组态。
可视交互应用程序是基于MicrosoftInternetExplorer4+下运行的浏览器。
Internet浏览器所有的益处，如链接、书签、“后退”和“前进”控制及历史功能，使得对IQ数据的分析工作变得简单和迅速。
在带有IrDA接口（或带有IrDA接口的串行接口）的笔记本电脑上运行IQ-Insight程序，可直接“连接”至已安装在现场的执行器，并进行设定、调整和分析。
还可以使用现场总部运行IQ-Insight软件的PC机，通过调制解调器和无线电话，直接与执行器通讯。
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IQ通讯器
当执行器安装于危险区域时，可通过IQ通讯器查询执行器组态和数据记录器。
该通讯器可以把数据“输送”到可以用IQ-Insight程序分析数据的安全地方，或传送到Rotork用户终身维护部门。
或在通讯器装置上直接查看和分析数据。
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与你一道工作的通讯系统
除了提供与Pakecan这一Rotork的全面远程管理控制和监视系统的完全兼容性外，IQ执行器可以被指定与任何主控和通讯协议实现无缝接口，包括Modbus、Profibus和FieldFoundation。
通常在生产时将Rotork制造的相应的印刷电路板模块安装在执行器的电气箱内，因而实现简单，又节省成本。
模块调试和安装可通过IQ设定器或IQ通讯器来进行。
Pakscan－完全控制解决办法
无论您是需要远程控制少量电动阀还是拥有数以千计的仪表或控制单元的全自动化工厂，Pakscan都能帮助你有效地节省时间和金钱。
这是因为Pakscan能够用简单的双芯屏蔽电缆线控制和监视多达240个现场设备，取代了用多芯电缆控制单一现场设备的方式。
当该系统的主工作站与安装在Rotork双密封执行器内的现场单元卡相连接时，可收集到重要的数字和模拟量数据。
Pakscan可通过RS485或RS232接口直接与PLC或DCS系统通讯。
其简便性大大减少了用户的设计工作。
详见出版物S000E。
Pakvision软件──高效、易用
Pakvision是一个SCADA（监控和数据采集）软件，应用于对诸如储油库和水处理装置等复杂安装，进行全面、易用的控制。
在这些装置中有大量的数字信号、模拟信号需要处理。
Pakvision与Pakscan一起工作，并在标准PC上运行，通过PC机提供了一系列高度灵活的图象显示，并具备顺控和联锁能力，而成本只是其他类似系统的一小部分。
详见出版物S210E。
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PakscanIIE直接操作面板（DOP）
PakscanIIEDOP上面的按钮可在一个系统上控制多达的240个阀门，可清晰、简洁地显示阀门状态信息并允许满负荷操作。
该系统是一系列多通道模块，每个模块可独立控制4台执行器。
更换模块可用于控制位置执行器，且当与通用现场单元连接，可控制泵、搅拌机、压缩机等设备。
详细资料请参见出版物S111E。
PakscanIIS顺控主工作站
PakscanIIS主工作站具有Pakscan双线控制系统具有逻辑功能和可编程功能，且强于PLC，并提供全功能顺控和联锁装置。
简单的“填空式”编程使PakscanIIS可快速投入使用。
PakscanIIS可安装在工作现场附近,最多可控制和监测32个现场设备。
详细资料请参见出版物S112E。
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1手动操作
直接驱动手轮（或较大型号上使用的独立齿轮传动手轮）可在电源故障时，提供可靠的紧急手动操作。
低速挂锁式*手动/自动离合器，即使在电机转动时也可安全操作。
注：
电动操作总是优先,除非手动/自动柄被有意锁在手动位置。
无论直接驱动式和独立齿轮驱动的手轮都具有空程“捶击”效果。
2红外线设定
通过密封的指示窗,可完成执行器的全部设定和诊断。
无需在现场打开电气箱盖而暴露内部的控制电路。
3就地控制
现场控制开关及挂锁式现场/停止/远程选择开关可操作内部簧片开关，避免了需要密封防潮的贯通轴。
4阀位控制
霍尔效应磁性脉冲系统可精确地测量和控制执行器的行程而无需使用任何齿轮和开关。
5接线端子箱
即使在打开接线端子箱盖进行现场接线时，单独密封的端子箱也可保证电动装置密封的完整性。
6电机及驱动
电机轴与蜗杆是相互独立的，以便于快速更换。
低贯量、高力矩电机使得电机启动后可迅速达到峰值力矩，而非励磁时几乎没有超限运动。
恒温线圈内有精确的温度传感器，它不受周围环境温度的影响，可以使电机处于最佳热容量中。
电动部分包括一个空程“捶击”装置，有助于打开关闭过紧的阀门。
7推力座
IQ35以下型号、装有A型轴套、可润滑及可拆卸式推力型底座，可在不改变阀位的情况下卸下执行器。
IQ40以上执行器的推力座与外壳为一体化组装。
简单的、可拆卸的驱动轴套可按照阀杆进行加工，以便与阀门连接。
*可使用6毫米/1/4"挂锁
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齿轮箱
Rotork生产的一系列齿轮箱，用于转角式和多转式阀门，它可通过降低运转速度来增大力矩/推力或输出所需要的圈数。
若需要将数千个IQ与齿轮箱结合在一起，如球阀、旋塞阀和蝶阀等转角式阀门以及闸阀、水闸等多转式阀门，可以很容易地按照统一标准进行机械化连接加工。
如需要选型程序的CDROM，请与Rotork联系。
90︒输出-IW系列
用于90︒操作阀门的蜗轮蜗杆式转角型齿轮箱，可使IQ执行器发挥其最大潜能。
IQ-IW结合力矩输出可高达137,000Nm。
主要特点：
全封闭、全密封和终身性油脂润滑
可拆卸的、需加工的驱动连接轴套，可更换的底盘
可调节的机械止档（在0︒及90º位置，调节范围±5︒）
通过选择输入端辅助直齿轮减速器可实现多种齿轮比
可选的输入法兰
多转式输出－IB和IS系列
斜齿轮（IB）和直齿轮（IS）的结合用于多转动应用，在这些应用中，螺纹杆或键控杆可以用来操作阀门。
IQ－IB结合可以达到8,135Nm力矩和1,557KN推力输出，IQ－IS结合可以达到43,386Nm力矩和3,342KN推力输出。
主要特点：
全封闭、全密封和终身性油脂润滑
可拆卸的、需加工的驱动连接轴套
通过选择输入端辅助直/斜形齿轮减速器可实现多种齿轮比
可选的输入法兰
任选的双小齿轮，用于二级驱动（IB）
可选择向上或向下驱动方式（IS）
转角式/多转式输出－MTW系列
多转式蜗杆和轮式齿轮箱可与IB或IS齿轮箱系列相结合，用于大型或缓慢移动的多转动式阀门。
MTW系列通过增加一个可调节的行程止挡螺栓，也可用于部分转角的阀门（90︒ 360︒）。
标准连接的齿轮箱适用于-40︒C至+95︒C的环境温度范围。
对于超出此温度范围的应用，请与Rotork联系。
Rotork还可提供调节型和潜水型齿轮箱。
按照标准，齿轮箱在发货前表面喷漆的颜色与执行器相同。
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下面几页载有详细的RotorkIQ系列执行器的性能和规格。
请用下面的目录表帮助查找你需要的信息。
1．性能概要第16页
2．执行器驱动连接第18页
3．介绍第20页
4．机械部件第20页
4.1外壳第20页
4.2阀门/执行器接口第21页
4.3手轮第21页
4.4润滑第21页
4.5漆面第21页
5．电气设备第22页
5.1电源第22页
5.2控制第22页
5.3指示、监视和数据记录第23页
5.4现场总线系统控制第24页
5.5保护第24页
5.6执行器的设定第25页
6．执行器部件第25页
6.1电机第25页
6.2电源模块第25页
6.3控制模块第25页
6.4力矩及阀位第25页
6.5管道入口、端子和接线第26页
7.设计规格第26页
7.1设计寿命第26页
7.1工作频率第26页
7.1工作温度第26页
7.1振动第26页
7.1安全完整性第26页
7.1噪声第26页
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执行器的驱动连接
2执行器的驱动连接
IQ系列执行器有两种底座，IQ10、12、18、20、25和35的底座为可拆卸式，而IQ40、70、90、91和95的底座为整体式。
这两种底座都带有符合ISO5210或MSSSP-102标准的法兰和驱动轴套。
止推轴承
A型和Z型驱动轴套都有一个相关联的止推轴承。
在可拆卸式推力型底座中设计为全密封和终身润滑的,在整体式推力型底座中设计为由执行器齿轮箱内的润滑油进行润滑。
无论整体式和可拆卸式推力型底座的设计都保持有适当的止推作用力，使得任何负载都不会作用在执行器的齿轮上。
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标准功能
3介绍
IQ执行器本身包括了阀门就地及远程电动操作的所有单元,它包括一个电机、减速齿轮、带有就地控制的反向启动器、带有电子逻辑控制及监视装置的转数及力矩限制。
所有这些装置都放在具有IP68，NEMA4和6的双密封防水箱体内。
所有力矩及转数设定和指示触点的组态均通过一个非侵入式、手持红外线IQ设定器来实现。
每一次订货均包括该设定器。
下列功能包括了标准功能和备选功能。
备选功能必须根据需要提供。
4机械部分
4.1机壳及环境温度
所有使用在危险及非危险区域的执行器均具备标准防水机壳。
由生产厂家进行密封的机壳可对内部元件实现保护。
通过使用红外线设定器进行非侵入式调整和现场调试，而无须打开端盖。
接线端子箱盖是由罗托克进行双密封，即使在现场接线期间，也可保持防水密封的完整性。
执行器外壳可按如下所示的工作环境温度范围分为几种主要类型。
在注有可选温度的地方，需更换一些电子元件，故关于温度的特殊要求必须事先提出。
WT防水型：
标准防水型，符合IEC60529，IP68水下3米48小时,NEMA4和6。
温度为-30︒C至+70︒C（-22︒F至+158︒F）
*可选为-40︒C至+70︒C（-40︒F至+158︒F）
CENELECEExdIIB防爆型：
经CENELECNormEN50014和EN50018认证，符合EExdIIBT4标准。
温度为-20︒C至+70︒C（-4︒F至+158︒F）
*可选为-30︒C至+70︒C（-22︒F至+158︒F）
*可选为-40︒C至+70︒C（-40︒F至+158︒F）
CENELECEExdIIC防爆型：
经CENELECNormEN50014和EN50018认证，符合EExdIICT4。
温度为-20︒C至+70︒C（-4︒F至+158︒F）。
CENELECEExdeIIB防爆型：
经CENELECNormEN50014和EN50019认证，符合EExdeIIBT4。
温度为-20︒C至+70︒C（-4︒F至+158︒F）
*可选为-30︒C至+70︒C（-22︒F至+158︒F）
*可选为-40︒C至+70︒C（-40︒F至+158︒F）
CENELECEExdeIIC防爆型：
经CENELECNormEN50014和EN50019认证，符合EExdeIICT4。
温度仅为
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