WR 系列装配式热电偶
WR 系列装配式热电偶
产 品 技 术 介 绍
工业温度测量
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工业自动化 · 过程控制 · 冶金化工 · 电力能源
一、产品概述
WR 系列装配式热电偶是一种经典的工业温度传感器。它由热电极（感温元件）、绝缘管、保护管和接线盒等部件分体加工后组装而成，因此称为"装配式"，以区别于将感温元件、绝缘材料与金属套管一体化拉制的"铠装式"热电偶。
作为与显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用的核心测温元件，WR 系列装配式热电偶具有结构简单、制造方便、测温范围宽、信号可远传等突出优点，是冶金、化工、电力、机械、建材等工业领域*普及的温度传感器之一。
核心优势
优势 | 说明 |
测温范围宽 | 覆盖 -40°C ~ 1800°C，适配多种工业场景 |
结构可定制 | 保护管材质、插入深度、接线方式灵活选配 |
信号远传 | 输出毫伏级热电势信号，便于远距离传输与控制 |
维护便捷 | 分体装配结构，感温元件可单独更换，降低成本 |
二、工作原理
热电偶测温基于塞贝克效应（Seebeck Effect）：将两种不同材质的导体（称为热电极）的两端连接在一起，构成闭合回路。当两个接点处于不同温度时，回路中便会产生热电势（温差电势）。热电势的大小仅与两电极材料及两端的温差有关，而与导体本身的粗细、长短无关。
实际应用中，将一端置于被测介质中（称为测量端/工作端/热端），另一端保持恒定已知温度（称为参比端/冷端），通过测量回路中的热电势即可推算出测量端的温度。
图 1 ｜ 热电偶塞贝克效应原理示意
核心关系 • 热电势 E 与温度的关系可表示为：E = f(T₁) − f(T₀) • 当参比端温度 T₀ 恒定（如 0°C）或经冷端补偿后，热电势 E 仅取决于测量端温度 T₁ • 通过查阅对应分度号的热电势-温度分度表，即可获得被测温度值 |
三、产品结构
WR 系列装配式热电偶主要由以下部件组成，各部件分工明确、可独立更换：
图 2 ｜ WR 系列装配式热电偶结构剖视图
部件 | 说明 |
① 接线盒 | 用于热电偶与外部导线连接，提供接线端子并起密封防尘作用。常见有防水式、防溅式、防爆式、插接式等 |
② 保护管 | 保护内部热电极免受被测介质腐蚀、冲刷与机械损伤。材质根据工况选择：不锈钢、高温合金、刚玉瓷管、碳化硅等 |
③ 绝缘瓷管 | 套在两根热电极之间，防止短路。常用氧化铝瓷管，耐高温且绝缘性能优良 |
④ 热电极 | 由两种不同合金丝材组成，是产生热电势的核心元件，材质决定分度号类型 |
⑤ 测量端 | 两根热电极的焊接端，置于被测介质中，直接感受温度。有露端式、接壳式、绝缘式等结构形式 |
⑥ 安装固定件 | 用于将热电偶固定在管道或设备上。常见形式：无固定装置、活动法兰、固定法兰、固定螺纹、焊接锥管等 |
四、分度号与型号分类
WR 系列热电偶按热电极材料（分度号）分类，不同分度号对应不同的测温范围和精度等级。型号命名规则为：WR + [分度号字母] + [元件数量] + [安装/接线形式代号]。
型号 | 分度号 | 电极材料（正/负） | 测温范围 | 精度 | 特点与用途 |
WRN | K | 镍铬/镍硅 | -40~1200°C | Ⅰ/Ⅱ | 使用*广，抗氧化性好，性价比高 |
WRP | S | 铂铑10/纯铂 | 0~1300°C | Ⅰ/Ⅱ | 贵金属，精度高，稳定性好，常作标准 |
WRR | B | 铂铑30/铂铑6 | 0~1600°C | Ⅱ/Ⅲ | 超高温测量，冷端 0~50°C 可不补偿 |
WRQ | R | 铂铑13/纯铂 | 0~1300°C | Ⅰ/Ⅱ | 性能与 S 型接近，部分领域替代使用 |
WRE | E | 镍铬/铜镍(康铜) | -40~800°C | Ⅰ/Ⅱ | 热电势率**，灵敏度** |
WRF | J | 铁/铜镍(康铜) | -40~750°C | Ⅰ/Ⅱ | 可在还原性气氛中使用，价廉 |
WRC | T | 铜/铜镍(康铜) | -40~350°C | Ⅰ/Ⅱ | 低温测量性能优异，精度高 |
WRM | N | 镍铬硅/镍硅镁 | -40~1300°C | Ⅰ/Ⅱ | K 型升级型，高温稳定性更优 |
图 3 ｜ 各分度号热电偶测温范围对比
型号命名示例：WRN2-430 • WR — 热电偶（温度仪表代号） • N — 分度号为 K 型（镍铬-镍硅） • 2 — 双支热电偶（两套感温元件，可冗余或双信号输出；"1"或不写为单支） • 4 — 防水式接线盒 • 30 — 活动法兰安装 |
五、测量端结构形式
根据测量端与保护管的相对关系，WR 系列装配式热电偶主要有三种测量端形式，各有适用场景：
图 4 ｜ 三种测量端结构形式对比
结构形式 | 响应速度 | 耐压性 | 电气特性 | 适用场景 |
露端式 | *快 | 较差 | 测量端与介质直接接触 | 非腐蚀性气体、要求快速响应的场合 |
接壳式 | 较快 | 好 | 测量端与保护管电气导通 | 高压、振动环境，一般工业测量 |
绝缘式 | 较慢 | 好 | 测量端与保护管电气绝缘 | 强电磁干扰环境，精密测量 |
六、主要技术参数
参数项目 | 规格说明 |
公称压力 | 常压 ~ 30MPa（取决于保护管材质与结构形式） |
保护管直径 | Φ6、Φ8、Φ10、Φ12、Φ16、Φ20（mm）等 |
插入深度 L | 75、100、150、200、300、400、500、750、1000、1250、1500（mm）等 |
总长 L₀ | 插入深度 + 接线盒高度（通常 L₀ = L + 150mm） |
热响应时间 τ₀.₅ | 露端式 2~5s · 接壳式 5~10s · 绝缘式 10~30s |
绝缘电阻 | 常温常湿 ≥ 100MΩ·m；高温下 ≥ 2MΩ（500°C） |
接线盒防护等级 | IP54（防溅式）/ IP65（防水式）/ IP65 防爆式 |
冷端补偿 | 需配冷端补偿器或补偿导线，B 型在 0~50°C 范围内可不补偿 |
执行标准 | GB/T 16839 / IEC 60584 / JB/T 9238 |
七、典型应用场景
WR 系列装配式热电偶因其测温范围宽、结构适应性强，几乎覆盖了所有工业温度测量领域：
应用领域 | 典型工况 | 推荐分度号 |
冶金行业 | 高炉铁水温度、轧钢加热炉、连铸中间包等 1000~1600°C 高温测量 | S / B 型 |
化工行业 | 反应釜、裂解炉、蒸馏塔等工艺温度监控 | K / N 型 |
电力能源 | 锅炉炉膛、蒸汽管道、汽轮机排汽温度等电厂关键测点 | K 型 |
机械制造 | 热处理炉、淬火槽、模具温度监控等 | K / J 型 |
建材/陶瓷 | 水泥回转窑、陶瓷隧道窑、玻璃熔窑等 | K / B 型 |
食品/制药 | **釜、发酵罐、干燥设备等卫生级测温 | T / J 型 |
八、选型与安装要点
选型要点 • 温度范围优先：根据**/**工作温度选择合适分度号，留 10~20% 余量 • 介质特性：氧化性气氛选 K/S 型，还原性气氛选 J 型；腐蚀性介质选耐腐保护管（316L、哈氏合金、钽、PTFE 衬里等） • 压力等级：高压工况选接壳式或绝缘式，保护管壁厚需满足耐压要求 • 响应速度：需要快速响应选露端式或小直径保护管；追求稳定性选绝缘式 • 安装方式：管道测量选螺纹或法兰固定；炉膛测量选直角弯头或可动卡套 • 信号冗余：关键测点选双支（WR×2），同时接显示与控制系统 |
安装注意事项 • 测量端应位于管道流速**处（管道中心或 1/3 管径处），插入深度一般 ≥ 保护管直径的 8~10 倍 • 接线盒应朝上安装，防止雨水渗入；出线孔需朝下并做密封处理 • 必须使用与分度号匹配的补偿导线连接，正负极不可接反 • 补偿导线应与其他动力线分开布线穿管，避免电磁干扰 • 参比端（冷端）温度需保持恒定或接入冷端补偿模块，否则会产生测量误差 • 在高温强腐蚀工况下应定期检查保护管壁厚，发现减薄及时更换 |
九、总结
WR 系列装配式热电偶以其结构成熟、测温范围宽、信号可远传、维护方便等优势，成为工业温度测量领域使用*广泛的传感器之一。通过合理选择分度号、保护管材质、测量端结构及安装方式，可满足从 -40°C 低温到 1800°C 超高温的各类工业测温需求。
在实际应用中，正确的选型与规范的安装调试是保证测量精度和长期可靠运行的关键。配合冷端补偿器、温度变送器及显示控制仪表，WR 系列热电偶可构建完整的温度测量与控制系统，为工业生产过程的**、**运行提供可靠保障。
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