一、核心原理：塞貝克效應(yīng)的實(shí)踐

 

　　WRR系列鉑銠熱電偶的測(cè)溫原理，基于經(jīng)典的“塞貝克效應(yīng)”。該效應(yīng)指出：由兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路中，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)存在溫度差時(shí)，回路中便會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而形成熱電流。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)被稱為熱電勢(shì)，其大小與兩接點(diǎn)的溫度差存在確定的函數(shù)關(guān)系。

 

　　WRR熱電偶正是這一原理的載體。它并非由單一的鉑和銠組成，而是有兩種主要類型：

 

　　WRR（也稱S型）：正極由鉑銠10合金（含90%鉑，10%銠）制成，負(fù)極由純鉑制成。

 

　　WRR（也稱B型）：正極由鉑銠30合金（含70%鉑，30%銠）制成，負(fù)極由鉑銠6合金（含94%鉑，6%銠）制成。

 

　　我們將測(cè)溫的一端稱為“測(cè)量端”（或熱端），將其插入高溫待測(cè)介質(zhì)中；另一端稱為“參考端”（或冷端），通常保持在一個(gè)已知的恒定溫度（如0℃）。當(dāng)測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)達(dá)到熱平衡時(shí)，由于正負(fù)電極材料的不同，在測(cè)量端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與溫度相關(guān)的接觸電勢(shì)。這個(gè)熱電勢(shì)信號(hào)通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線傳遞到后端的顯示儀表或控制系統(tǒng)。儀表通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)的大小，并根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分度表進(jìn)行查詢或計(jì)算，即可精確得知測(cè)量端的溫度值。

 

　　B型熱電偶因?yàn)閮蓚€(gè)電極都含有銠，使其在高溫下的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性更高，最高長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1600℃，短期可達(dá)1800℃，是工業(yè)上測(cè)量超高溫的利器。

 

　　二、精密結(jié)構(gòu)：為抵御環(huán)境而生的鎧甲

 

　　理解了其靈敏的測(cè)溫原理，便能明白其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)是何等重要。WRR熱電偶長(zhǎng)期工作在烈焰、腐蝕和沖擊的惡劣環(huán)境中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接決定了使用壽命和測(cè)量精度。其主要由以下幾部分組成：

 

　　1.熱電偶絲：這是核心中的核心，即上文提到的鉑銠10-鉑或鉑銠30-鉑銠6貴金屬絲。它們必須具有高的純度和均勻性，以確保熱電勢(shì)輸出的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

 

　　2.絕緣材料：為了防止兩根熱電偶絲之間短路，需要在它們之間填充高質(zhì)量的絕緣材料。通常采用高純度的氧化鋁或氧化鎂管作為絕緣管。這些材料不僅絕緣性能好，而且能耐受高的溫度，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能有效保護(hù)偶絲。

 

　　3.保護(hù)套管：這是熱電偶直面惡劣環(huán)境的“第一道防線”。它如同一個(gè)堅(jiān)固的鎧甲，將內(nèi)部的絕緣管和熱電偶絲整體封裝起來(lái)。保護(hù)套管的材質(zhì)選擇至關(guān)重要，需根據(jù)使用環(huán)境而定：

 

　　高溫環(huán)境：常采用剛玉瓷管（高純度氧化鋁），它能耐受高達(dá)1800℃的高溫，但抗熱震性稍差。

 

　　還原性氣氛或金屬熔液：常采用金屬陶瓷或鉬管等特殊材料，以抵抗化學(xué)腐蝕和金屬熔液的侵蝕。

 

　　機(jī)械沖擊環(huán)境：會(huì)選用高強(qiáng)度合金鋼外套管，內(nèi)部再嵌套陶瓷絕緣管。

 

　　4.接線裝置：位于熱電偶的尾部，包括接線盒和接線端子。其作用是將熱電偶的電極與補(bǔ)償導(dǎo)線可靠連接，并保護(hù)連接點(diǎn)不受外界灰塵、水汽的侵害。防濺式或防爆式接線盒適用于更苛刻的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。