在加油站便利店、化工厂内部商店、油气田营地超市等特殊商业场景中，虽然交易行为本身在室内，但由于与爆炸危险区域（如加油岛、储罐区）相邻，或存在潜在的油气泄漏风险，室内环境可能被划定为爆炸危险场所（通常为Zone 2或Zone 1）。在此类区域使用的无线收银终端（POS机），因其带有电池、无线通讯模块（WIFI/4G）、打印机、刷卡器等电气部件，必须通过本质安全（Ex i）防爆认证，以杜绝任何可能的电火花引发事故的风险。
一、无线收银终端的风险特征分析
一台典型的无线收银终端包含以下潜在点燃源：
- 多种电源并存：内置可充电锂电池（能量源），同时可能有外接电源适配器接口。
- 多样化的外设接口：连接热敏打印机、扫码枪、磁条/IC卡读卡器、顾客显示屏等，接口电路复杂。
- 无线通讯模块：WIFI、蓝牙、4G模块在运行时产生射频能量。
- 人机交互部件：按键、触摸屏可能产生微火花（尤其是带反馈的机械按键）。
- 打印头：热敏打印头在打印瞬间产生瞬时高温。
因此，其本安设计需要覆盖所有内部电路和外部接口。
二、本安防爆认证的核心设计策略
| 功能模块 | 防爆风险点 | 本安设计要点与认证要求 |
|---|---|---|
| 1. 主电源系统 | 锂电池过充、过放、短路；外接适配器故障引入高压。 | 必须使用认证的本安电池或对电池包进行整体评估认证。外接电源输入口必须接入经认证的“本安型电源适配器”或内置安全栅，将外部非本安电源转换为本安电源。 |
| 2. 主控电路板 | CPU、内存等IC故障短路导致局部过热或总线异常。 | 对整个主板进行“实体”评估。通常将主板视为一个整体，通过限制其总输入能量（电压、电流）来确保安全。需在主电源入口处设置可靠的限流保护电路。 |
| 3. 外设接口（USB/串口） | 接口短路可能将危险能量引入或导出。 | 每个外设接口电路必须通过光耦、隔离DC-DC等元件与主板进行电气隔离。接口本身输出的电压/电流参数需满足本安要求（Ui, Ii），并明确告知用户可连接设备的要求。 |
| 4. 无线通讯模块 | 射频能量及模块内部电路故障。 | 优先选用已通过本安认证的射频模块。若使用通用模块，需将其作为“简单设备”进行能量评估，确保其在所有工作模式和天线故障下，馈入危险区的射频能量和直流能量均符合标准限值。 |
| 5. 打印头与加热元件 | 热敏打印头电阻发热，温度可能超过气体引燃点。 | 这是最大难点之一。需精确控制打印头的脉冲加热时间和能量，确保其在连续打印最恶劣条件下，打印头表面及周围部件的温度不超过设备规定的温度组别（如T4， ≤135℃）。可能需要增加热敏电阻进行温度监控和保护。 |
三、认证流程中的特殊测试项目
- 异常工况温升测试：模拟打印机卡纸、持续打印任务、无线模块持续大流量传输等最恶劣工况，测量终端表面、打印头、电池等部位的最高温度。
- 射频能量测量：在电波暗室中，测量无线模块在不同频段、不同功率等级下的实际辐射功率和天线端口等效能量，评估其安全性。
- 机械部件评估：对按键、卡槽等可能因机械动作产生火花的部件，需评估其材料、动作速度及能量，或将其密封在隔爆小腔内。
- 整体火花点燃试验：对电源电路、外设接口电路等在模拟故障状态下进行火花点燃试验。
四、应用场景与选型建议
- 明确区域等级：确认使用环境是Zone 1还是Zone 2，这决定了需要申请Ex ia还是Ex ib等级。加油站便利店室内通常按Zone 2考虑。
- 外设的兼容性：选择终端时，必须同时考虑其配套的扫码枪、打印机等是否也有相应的本安认证，或确认其连接后整个系统仍符合本安要求。
- 电池续航与安全：本安保护电路会消耗少量电能，需在电池容量规划时予以考虑。同时，必须使用终端厂商指定的本安认证电池，不可随意更换。
五、“汇策-海沣”的一站式服务
无线收银终端的防爆认证横跨消费电子与防爆安全两个领域，技术融合度高。“汇策-海沣”团队兼具两者知识背景，能够：
- 帮助终端制造商从原理图阶段优化设计，平衡性能与安全。
- 协助筛选已获认证的核心元器件（如电池、电源模块），降低项目风险。
- 针对打印头温升等难点问题，提供切实可行的工程解决方案和测试验证支持。
- 高效完成从文件准备到最终取证的全程服务。
让您的无线收银终端安全入驻每一个需要防护的特殊商业空间。
