WRR系列铂铑热电偶原理与结构：工业测温核心设备

 

　　一、核心原理：塞贝克效应的实践

 

　　WRR系列铂铑热电偶的测温原理，基于经典的“塞贝克效应”。该效应指出：由两种不同材质的导体或半导体组成的闭合回路中，当两个接点存在温度差时，回路中便会产生电动势，从而形成热电流。这个电动势被称为热电势，其大小与两接点的温度差存在确定的函数关系。

 

　　WRR热电偶正是这一原理的载体。它并非由单一的铂和铑组成，而是有两种主要类型：

 

　　WRR（也称S型）：正极由铂铑10合金（含90%铂，10%铑）制成，负极由纯铂制成。

 

　　WRR（也称B型）：正极由铂铑30合金（含70%铂，30%铑）制成，负极由铂铑6合金（含94%铂，6%铑）制成。

 

　　我们将测温的一端称为“测量端”（或热端），将其插入高温待测介质中；另一端称为“参考端”（或冷端），通常保持在一个已知的恒定温度（如0℃）。当测量端与被测介质达到热平衡时，由于正负电极材料的不同，在测量端会产生一个与温度相关的接触电势。这个热电势信号通过补偿导线传递到后端的显示仪表或控制系统。仪表通过测量热电势的大小，并根据国际标准分度表进行查询或计算，即可精确得知测量端的温度值。

 

　　B型热电偶因为两个电极都含有铑，使其在高温下的机械强度和稳定性更高，最高长期使用温度可达1600℃，短期可达1800℃，是工业上测量超高温的利器。

 

　　二、精密结构：为抵御环境而生的铠甲

 

　　理解了其灵敏的测温原理，便能明白其坚固的结构是何等重要。WRR热电偶长期工作在烈焰、腐蚀和冲击的恶劣环境中，其结构设计直接决定了使用寿命和测量精度。其主要由以下几部分组成：

 

　　1.热电偶丝：这是核心中的核心，即上文提到的铂铑10-铂或铂铑30-铂铑6贵金属丝。它们必须具有高的纯度和均匀性，以确保热电势输出的稳定和准确。

 

　　2.绝缘材料：为了防止两根热电偶丝之间短路，需要在它们之间填充高质量的绝缘材料。通常采用高纯度的氧化铝或氧化镁管作为绝缘管。这些材料不仅绝缘性能好，而且能耐受高的温度，化学性质稳定，能有效保护偶丝。

 

　　3.保护套管：这是热电偶直面恶劣环境的“第一道防线”。它如同一个坚固的铠甲，将内部的绝缘管和热电偶丝整体封装起来。保护套管的材质选择至关重要，需根据使用环境而定：

 

　　高温环境：常采用刚玉瓷管（高纯度氧化铝），它能耐受高达1800℃的高温，但抗热震性稍差。

 

　　还原性气氛或金属熔液：常采用金属陶瓷或钼管等特殊材料，以抵抗化学腐蚀和金属熔液的侵蚀。

 

　　机械冲击环境：会选用高强度合金钢外套管，内部再嵌套陶瓷绝缘管。

 

　　4.接线装置：位于热电偶的尾部，包括接线盒和接线端子。其作用是将热电偶的电极与补偿导线可靠连接，并保护连接点不受外界灰尘、水汽的侵害。防溅式或防爆式接线盒适用于更苛刻的工业现场。