GB/T 3836.22 是中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，全稱為《爆炸性環(huán)境 第22部分：光輻射設(shè)備和傳輸系統(tǒng)的安全要求》（Explosive atmospheres — Part 22: Safety requirements for equipment with optical radiation），主要針對爆炸性環(huán)境中使用的光輻射設(shè)備及相關(guān)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、測試和安全要求。其核心目的是通過限制光輻射能量、控制設(shè)備表面溫度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止光輻射（如可見光、紅外、紫外等）引發(fā)周圍爆炸性氣體或粉塵的點(diǎn)燃，確保設(shè)備在危險(xiǎn)區(qū)域安全運(yùn)行。

一、標(biāo)準(zhǔn)基本信息

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：GB/T 3836.22-2010（現(xiàn)行有效版本）；

發(fā)布日期：2010年12月23日；

實(shí)施日期：2011年10月1日；

適用范圍：適用于在爆炸性氣體環(huán)境（0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)）或爆炸性粉塵環(huán)境（20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)）中使用的光輻射設(shè)備（如激光器、LED光源、光纖傳輸系統(tǒng)、光學(xué)傳感器等）及其關(guān)聯(lián)設(shè)備（如光源控制裝置、光纖耦合器等）；

關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)：需與 GB 3836.1（爆炸性環(huán)境通用要求）配合使用，部分測試項(xiàng)目參考 IEC 60079-28（本質(zhì)安全型設(shè)備）及 IEC 60079-15（非電氣設(shè)備）的相關(guān)要求。

二、核心概念與風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理

光輻射設(shè)備在爆炸性環(huán)境中引發(fā)點(diǎn)燃的主要機(jī)理是：

光輻射能量被可燃物質(zhì)吸收后，導(dǎo)致其溫度升高至自燃溫度（AIT），或某些氣體（如氫氣、乙炔、硫化氫等）對特定波長的光敏感，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)（如鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）引發(fā)爆炸。

因此，標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)關(guān)注以下風(fēng)險(xiǎn)：

熱效應(yīng)：紅外、可見光等熱輻射被粉塵或氣體吸收，導(dǎo)致局部溫度超過自燃溫度；

光化學(xué)效應(yīng)：特定波長（如紫外光）的光子能量足夠高，直接激發(fā)可燃?xì)怏w分子發(fā)生分解或氧化反應(yīng)；

設(shè)備表面溫度：設(shè)備自身發(fā)熱（如光源、電路元件）導(dǎo)致表面溫度超標(biāo)。

三、關(guān)鍵測試項(xiàng)目與要求

GB/T 3836.22 規(guī)定了嚴(yán)格的測試要求，核心測試項(xiàng)目包括：

1. 光輻射能量與光譜特性測試

目的：驗(yàn)證光輻射的能量、波長分布是否低于目標(biāo)環(huán)境的點(diǎn)燃閾值。

方法：

使用光譜儀測量光輻射的波長范圍（如紫外、可見光、紅外）；

用功率計(jì)或能量計(jì)測量光源的最大輸出功率（連續(xù)/脈沖模式）；

對比目標(biāo)爆炸性氣體/粉塵的最小點(diǎn)燃能量（MESG）或最小點(diǎn)燃溫度（MIT），確保光輻射能量不足以點(diǎn)燃。

示例：對于氫氣環(huán)境（MIT約570℃），若設(shè)備發(fā)射紅外光，需驗(yàn)證其輻射熱通量是否低于氫氣的臨界熱通量（如通過熱板模擬試驗(yàn)）。

2. 點(diǎn)燃危險(xiǎn)試驗(yàn)（Ignition Hazard Test）

目的：直接驗(yàn)證光輻射是否可能點(diǎn)燃目標(biāo)爆炸性混合物。

方法：

敞開式試驗(yàn)：將設(shè)備置于爆炸性氣體/粉塵環(huán)境中（如甲烷/空氣、小麥粉/空氣），開啟光源至最大功率，觀察是否發(fā)生點(diǎn)燃；

密閉腔試驗(yàn)：使用石英窗口的密閉腔模擬危險(xiǎn)環(huán)境，通過外部光源（模擬設(shè)備發(fā)射的光）照射腔內(nèi)氣體/粉塵，驗(yàn)證是否點(diǎn)燃（適用于無法直接放置設(shè)備的場景）。

注意：試驗(yàn)需在爆炸性環(huán)境試驗(yàn)箱（如 Ex 型試驗(yàn)裝置）中進(jìn)行，確保安全防護(hù)。

3. 表面溫度測試

目的：確保設(shè)備表面最高溫度不超過目標(biāo)環(huán)境的自燃溫度（通常降低25%作為安全裕度）。

方法：

設(shè)備在額定電源下連續(xù)運(yùn)行至熱穩(wěn)定狀態(tài)（溫度變化≤2℃/h）；

使用紅外熱像儀或多點(diǎn)溫度計(jì)測量所有可觸及表面的溫度（包括光源、散熱片、外殼等）；

對比目標(biāo)氣體的自燃溫度（AIT），要求表面溫度≤AIT×0.75（氣體環(huán)境）或≤AIT×0.8（粉塵環(huán)境）。

示例：若丙烷的自燃溫度為450℃，則設(shè)備表面溫度需≤337.5℃（450×0.75）。

4. 設(shè)備結(jié)構(gòu)與材料要求

外殼防護(hù)：設(shè)備外殼需滿足 IP 防護(hù)等級（如 IP65），防止粉塵進(jìn)入或液體滲透導(dǎo)致電路短路；

光學(xué)元件完整性：光纖、透鏡等光學(xué)元件需耐振動(dòng)、耐沖擊，避免斷裂后光源直接暴露于危險(xiǎn)區(qū)域；

電氣連接：電源線、信號(hào)線需采用低電容/電感電纜（若含電氣部分），連接處需密封，防止松脫產(chǎn)生火花（參考 GB 3836.4 本質(zhì)安全要求）。

5. 故障狀態(tài)測試

目的：模擬設(shè)備故障（如光源過載、電路短路、散熱失效），驗(yàn)證其是否仍滿足安全要求。

常見故障類型：

光源電流超過額定值（如LED過流導(dǎo)致功率激增）；

散熱系統(tǒng)失效（如風(fēng)扇停轉(zhuǎn)導(dǎo)致溫度升高）；

光學(xué)窗口污染或損壞（如粉塵覆蓋降低透光率，間接導(dǎo)致光源功率補(bǔ)償性增加）。

測試方法：人為制造故障（如短接限流電阻、堵塞散熱孔），監(jiān)測光輻射能量及表面溫度是否超標(biāo)。

6. 關(guān)聯(lián)設(shè)備測試（如光源控制器、光纖耦合器）

關(guān)聯(lián)設(shè)備需驗(yàn)證其對主設(shè)備的控制可靠性，例如：

控制器的過壓/過流保護(hù)功能（防止光源因電壓波動(dòng)超功率運(yùn)行）；

光纖耦合器的插入損耗（確保輸出光功率低于點(diǎn)燃閾值）；

接地連續(xù)性（防止靜電積累引發(fā)火花）。

四、認(rèn)證與合規(guī)要求

光輻射設(shè)備需通過第三方認(rèn)證（如國家認(rèn)可的防爆認(rèn)證機(jī)構(gòu)）方可在爆炸性環(huán)境中使用，流程通常包括：

設(shè)計(jì)審核：確認(rèn)設(shè)備符合 GB 3836.1（通用要求）及 GB/T 3836.22（光輻射專項(xiàng)）的結(jié)構(gòu)、材料要求；

型式試驗(yàn)：按標(biāo)準(zhǔn)完成全部測試項(xiàng)目，出具權(quán)威測試報(bào)告；

工廠檢查：驗(yàn)證生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制（如來料檢驗(yàn)、過程檢驗(yàn)、出廠檢驗(yàn)）；

獲證與監(jiān)督：頒發(fā)防爆合格證（如 Ex 認(rèn)證標(biāo)志），定期監(jiān)督（通常每年一次）確保持續(xù)符合標(biāo)準(zhǔn)。

五、注意事項(xiàng)

環(huán)境適配：設(shè)備需根據(jù)目標(biāo)環(huán)境的爆炸性氣體（如 Group IIC 級氫氣）或粉塵（如金屬粉塵、有機(jī)粉塵）選擇對應(yīng)的測試條件和防護(hù)等級；

多標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同：若設(shè)備同時(shí)含電氣部分（如光源驅(qū)動(dòng)電路），需同時(shí)滿足 GB 3836.4（本質(zhì)安全型“i”）或 GB 3836.9（關(guān)聯(lián)設(shè)備“nA”）的要求；

維護(hù)與使用：用戶需定期檢查光學(xué)元件完整性、散熱系統(tǒng)有效性，避免因老化或污染導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)升高。

總結(jié)

GB/T 3836.22 是爆炸性環(huán)境用光輻射設(shè)備的安全核心標(biāo)準(zhǔn)，通過限制光輻射能量、控制表面溫度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保設(shè)備在危險(xiǎn)區(qū)域運(yùn)行時(shí)不引發(fā)點(diǎn)燃。企業(yè)需結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用場景（氣體/粉塵、危險(xiǎn)區(qū)域等級），針對性完成測試和認(rèn)證，以滿足中國防爆合規(guī)要求（如 GB 3836 系列）。