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四级安全光栅，也称为四级安全光幕，（英文名常译为：Type 4 Safety Light Curtain）是一种符合国际最高安全标准的光电保护装置，属于Category 4/Type 4安全等级（依据IEC 61496-1/-2、ISO 13849-1等标准）。其核心功能是通过红外光束在危险机械周围形成不可见的防护屏障，当人体或物体遮挡光束时，设备立即触发停机信号，从而避免伤亡事故。

安全等级：最高可达SIL 3（安全完整性等级）、PL e（性能等级）或Category 4/Type 4，适用于高风险工业环境。

主要特点：具备冗余电路、实时自诊断、抗干扰性强及故障安全设计，确保单点失效不会导致安全功能丧失。

信息栏

中文名：四级安全光栅/四级安全光幕

外文名：Type 4 Safety Light Curtain

应用领域：机械制造、汽车工业、物流仓储、包装设备等等

最高安全等级：安全四级

工作原理    

四级安全光栅由发射器、接收器、控制器（可选） 及连接线缆组成，核心原理为 红外光束矩阵防护：

发射器：内置多个红外发光二极管，按固定间距依次发射调制红外光束，形成连续的防护光幕；

接收器：与发射器对射安装，内置光敏元件对应接收光束，实时监测光束通断状态；

信号处理：接收器通过内置芯片分析光束信号，正常工作时所有光束导通，输出 允许运行 信号；

安全触发：当人员肢体、工具或其他物体侵入防护区域，遮挡任意一束或多束光束时，接收器立即切断 允许运行 信号，输出 紧急停机 信号（通常为无源触点或 NPN/PNP 信号），控制设备在安全时间内停止运转；

故障自诊断（四级核心特性）：Type 4 级设备具备实时自检功能，若出现光束衰减、元件故障、线缆断线等异常，会立即触发安全停机，避免 失效后仍误判安全 的风险（区别于 1-3 级光栅）。 

核心特征    

四级安全光栅之所以能达到高安全等级，主要依赖于以下设计特征：

高安全完整性：达到SIL 3/PL e等级，意味着其具有极高的危险失效率要求和系统可靠性，能够应对可预见的故障。

双回路冗余设计：内部电路（如微处理器、电源、输出电路等）通常采用双通道或冗余结构。当一个通道发生故障时，另一个通道仍能确保安全功能正常执行。

自诊断功能：系统具备强大的实时自诊断能力，能够持续监测内部元件（如LED、光电晶体管、处理器、电源等）的健康状态。一旦检测到任何故障（如LED老化、电路异常），会立即锁定在安全状态（输出停机信号），并可能通过指示灯报警。

交叉校验技术：发射器和接收器之间会进行复杂的信号校验，确保接收到的信号确实是来自配对的发射器，有效防止因外部光干扰或信号串扰导致的误动作。

可靠的安全输出：通常采用强制导向触点（安全继电器） 作为输出，确保在触点熔焊等故障情况下也能安全断开。 

主要应用    

四级安全光栅广泛应用于对安全要求极高的场合：

锂电池生产：电芯装配、模组组装、电池包焊接、注液及化成测试等工序的设备操作区域防护，规避高压环境、机械联动及化学物料接触带来的安全风险。

大型压力机与冲压设备：保护操作员在模具区域免受伤害。

注塑成型机：防护模具合模区域。

工业机器人工作站：为协同工作区域或机器人危险运动区域提供防护。

自动化装配线与焊接设备。

材料处理机械（如折弯机、剪板机）。

任何需要达到PL e或SIL 3安全等级的危险机械。 

选型要点

保护高度：根据需要防护的开口高度选择光栅的纵向尺寸。

分辨率（光束间距）：根据需要探测的物体最小尺寸选择。分辨率越高（光束间距越小），越能防止手指等细小部位进入。

保护距离：光栅能可靠工作的最大对射距离。

安全等级：明确需要四级（SIL 3/PL e）安全性能。 

产品推荐

1、ESV系列四级安全光栅

ESV 系列安全光栅是意普 ESPE 旗下的高端工业安全防护产品，严格符合 IEC 61496 (Type 4)、ISO 13849-1 (Cat.4 / PLe) 安全标准，凭借丰富自检电路、光 / 线同步技术、EDM 及联锁复位功能，兼具光学角度小、安装方式灵活等优势，可在冲压、注塑、机器人工作站等多类工业场景中，实现危险区域的精准检测与安全防护，是工业自动化领域保障设备运行和人员安全的核心选型之一。

2、EFP系列无盲区四级安全光栅

EFP 系列安全光栅是意普 ESPE 的核心工业安全产品之一，严格遵循IEC 61496 (Type 4) 和ISO 13849-1 (Cat.4 / PLe) 安全标准，内部采用 MCU 冗余双回路输出设计，兼具周期性自检与互检功能，可全方位杜绝安全隐患。产品支持光同步 / 线同步双通讯方式，体积小巧且外观精美，还具备 EDM 外部设备监控、联锁复位等附加功能，同时支持上位机灵活配置参数以适配个性化场景。凭借多安装方式的兼容性，广泛适用于冲压、注塑、自动化装配线等工业场景，是复杂安全防护需求下保障设备与人员安全的优选方案。

3、ESE系列高等级安全光栅

ESE 系列安全光栅是意普 ESPE 针对高安全等级需求打造的工业防护产品，按照 IEC 61496 四级标准设计并获得安全四级认证，内部采用 MCU 冗余与自检交叉互检机制，搭配独立冗余双回路输出、双电源供电设计，可有效避免单回路或单电源失效的安全隐患。其具备宽电压供电（DC24V±20%）、2KV 以上群脉冲抗电磁干扰能力，且采用线同步技术杜绝外界红外光干扰，在汽车制造、半导体、航天航空等对安全可靠性要求严苛的领域表现突出，为工业自动化场景筑起高等级安全屏障。

标准与认证

四级安全光栅的设计和制造必须遵循严格的国际和国内安全标准，并通常通过权威机构的认证：

ISO 13849-1: 《机械安全 控制系统的安全相关部件 第1部分：设计通则》 - 性能等级 (PL) 依据。

IEC 61508: 《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》 - 安全完整性等级 (SIL) 依据。

IEC 61496-1/2: 《机械安全 电敏保护设备》 - 具体产品标准。

欧盟CE认证：确保产品符合欧盟机械指令的要求。

中国国家标准（GB标准）：如GB/T 19436系列标准。

与其他等级的区别  

安全光栅根据其安全性能分为多个等级（如二级、三级、四级）。主要区别在于：

二级安全光栅：通常为单通道设计，诊断覆盖率较低，安全等级一般为SIL 1/PL c。适用于风险较低的场合。

三级安全光栅：采用单通道带诊断的设计，或一定的冗余措施，安全等级为SIL 2/PL d。但其诊断覆盖率和故障容忍度低于四级。

四级安全光栅：采用冗余架构与高诊断覆盖率的设计，能够检测并处理绝大多数单一故障，并在部分多重故障下仍能保持安全状态，是工业应用中的最高安全等级之一。