GB/T 3836.22 是中國國家推薦性標準，全稱為《爆炸性環境 第22部分：光輻射設備和傳輸系統的安全要求》（Explosive atmospheres — Part 22: Safety requirements for equipment with optical radiation），主要針對爆炸性環境中使用的光輻射設備及相關傳輸系統的設計、測試和安全要求。其核心目的是通過限制光輻射能量、控制設備表面溫度及結構設計，防止光輻射（如可見光、紅外、紫外等）引發周圍爆炸性氣體或粉塵的點燃，確保設備在危險區域安全運行。

一、標準基本信息

標準編號：GB/T 3836.22-2010（現行有效版本）；

發布日期：2010年12月23日；

實施日期：2011年10月1日；

適用范圍：適用于在爆炸性氣體環境（0區、1區、2區）或爆炸性粉塵環境（20區、21區、22區）中使用的光輻射設備（如激光器、LED光源、光纖傳輸系統、光學傳感器等）及其關聯設備（如光源控制裝置、光纖耦合器等）；

關聯標準：需與 GB 3836.1（爆炸性環境通用要求）配合使用，部分測試項目參考 IEC 60079-28（本質安全型設備）及 IEC 60079-15（非電氣設備）的相關要求。

二、核心概念與風險機理

光輻射設備在爆炸性環境中引發點燃的主要機理是：

光輻射能量被可燃物質吸收后，導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，發生光化學反應（如鏈式反應）引發爆炸。

因此，標準重點關注以下風險：

熱效應：紅外、可見光等熱輻射被粉塵或氣體吸收，導致局部溫度超過自燃溫度；

光化學效應：特定波長（如紫外光）的光子能量足夠高，直接激發可燃氣體分子發生分解或氧化反應；

設備表面溫度：設備自身發熱（如光源、電路元件）導致表面溫度超標。

三、關鍵測試項目與要求

GB/T 3836.22 規定了嚴格的測試要求，核心測試項目包括：

1. 光輻射能量與光譜特性測試

目的：驗證光輻射的能量、波長分布是否低于目標環境的點燃閾值。

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）；

用功率計或能量計測量光源的最大輸出功率（連續/脈沖模式）；

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

示例：對于氫氣環境（MIT約570℃），若設備發射紅外光，需驗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）。

2. 點燃危險試驗（Ignition Hazard Test）

目的：直接驗證光輻射是否可能點燃目標爆炸性混合物。

方法：

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

密閉腔試驗：使用石英窗口的密閉腔模擬危險環境，通過外部光源（模擬設備發射的光）照射腔內氣體/粉塵，驗證是否點燃（適用于無法直接放置設備的場景）。

注意：試驗需在爆炸性環境試驗箱（如 Ex 型試驗裝置）中進行，確保安全防護。

3. 表面溫度測試

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

方法：

設備在額定電源下連續運行至熱穩定狀態（溫度變化≤2℃/h）；

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

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

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

4. 設備結構與材料要求

外殼防護：設備外殼需滿足 IP 防護等級（如 IP65），防止粉塵進入或液體滲透導致電路短路；

光學元件完整性：光纖、透鏡等光學元件需耐振動、耐沖擊，避免斷裂后光源直接暴露于危險區域；

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

5. 故障狀態測試

目的：模擬設備故障（如光源過載、電路短路、散熱失效），驗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過流導致功率激增）；

散熱系統失效（如風扇停轉導致溫度升高）；

光學窗口污染或損壞（如粉塵覆蓋降低透光率，間接導致光源功率補償性增加）。

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

6. 關聯設備測試（如光源控制器、光纖耦合器）

關聯設備需驗證其對主設備的控制可靠性，例如：

控制器的過壓/過流保護功能（防止光源因電壓波動超功率運行）；

光纖耦合器的插入損耗（確保輸出光功率低于點燃閾值）；

接地連續性（防止靜電積累引發火花）。

四、認證與合規要求

光輻射設備需通過第三方認證（如國家認可的防爆認證機構）方可在爆炸性環境中使用，流程通常包括：

設計審核：確認設備符合 GB 3836.1（通用要求）及 GB/T 3836.22（光輻射專項）的結構、材料要求；

型式試驗：按標準完成全部測試項目，出具權威測試報告；

工廠檢查：驗證生產過程的質量控制（如來料檢驗、過程檢驗、出廠檢驗）；

獲證與監督：頒發防爆合格證（如 Ex 認證標志），定期監督（通常每年一次）確保持續符合標準。

五、注意事項

環境適配：設備需根據目標環境的爆炸性氣體（如 Group IIC 級氫氣）或粉塵（如金屬粉塵、有機粉塵）選擇對應的測試條件和防護等級；

多標準協同：若設備同時含電氣部分（如光源驅動電路），需同時滿足 GB 3836.4（本質安全型“i”）或 GB 3836.9（關聯設備“nA”）的要求；

維護與使用：用戶需定期檢查光學元件完整性、散熱系統有效性，避免因老化或污染導致風險升高。

總結

GB/T 3836.22 是爆炸性環境用光輻射設備的安全核心標準，通過限制光輻射能量、控制表面溫度及結構設計，確保設備在危險區域運行時不引發點燃。企業需結合產品應用場景（氣體/粉塵、危險區域等級），針對性完成測試和認證，以滿足中國防爆合規要求（如 GB 3836 系列）。