在現代工業生產中，溫度是影響工藝過程、產品質量和設備安全的核心參數之一。從冶金爐膛、化工反應釜到電力設備、航空航天系統，對高溫、振動、腐蝕等惡劣環境下溫度的精確、穩定測量提出了要求。傳統裝配式熱電偶易受機械損傷、響應慢、壽命短，難以滿足復雜工況需求。為此，鎧裝熱電偶（Mineral Insulated Thermocouple,MI Thermocouple）應運而生，成為工業測溫的主流選擇。其中，型號為WRNK的鎳鉻-鎳硅（K型）鎧裝熱電偶因其優異的綜合性能，廣泛應用于電力、石化、冶金、機械制造等領域，被譽為工業自動化控制系統中的“溫度哨兵”。

一、基本概念與命名解析

“WRNK”是中國國家標準（GB/T 18404-2001《鎧裝熱電偶》）規定的型號編碼，其含義如下：

-W：表示“溫度儀表”類；

-R：表示“熱電偶”；

-N：表示熱電偶分度號為K型（鎳鉻-鎳硅，NiCr-NiSi）；

-K：表示“鎧裝式”結構。

因此，WRNK即指K型鎧裝熱電偶，測溫范圍通常為-200℃～+1200℃（長期使用建議≤1100℃），適用于氧化性或惰性氣氛環境，是目前應用泛的熱電偶類型之一。

二、結構組成與工作原理

鎧裝熱電偶WRNK采用“三位一體”的緊湊結構，由以下核心部分構成：

1.熱電極：兩根不同材質的金屬絲——正極（KP）為鎳鉻合金（Ni-10%Cr），負極（KN）為鎳硅合金（Ni-3%Si-0.7%Mg）。根據熱電效應，當兩個接點存在溫差時，回路中產生熱電動勢（mV級），其大小與溫度呈非線性函數關系，可通過標準分度表查得對應溫度值。

2.絕緣材料：高純度氧化鎂（MgO）粉末緊密填充于熱電極與金屬護管之間，起電氣絕緣和導熱作用。MgO具有優良的耐高溫（>2000℃）、高電阻率和化學穩定性。

3.金屬護管：外層為無縫金屬管，常用材質包括：

-1Cr18Ni9Ti（321不銹鋼）：適用于一般腐蝕環境，耐溫約900℃；

-GH3030（鎳基高溫合金）：用于強腐蝕、高溫場合（可達1100℃）；

-Inconel 600/601：抗氯離子腐蝕，適用于石化、海洋工程。

整個結構通過冷拔、旋鍛等工藝一體化成型，形成細長、柔韌、密封的“電纜式”傳感器，直徑可小至Φ1mm。

三、技術優勢與性能特點

1.機械強度高，抗振動沖擊

鎧裝結構使熱電偶具有的抗拉、抗壓和抗彎能力，適用于電機、渦輪機、管道振動頻繁的場合。

2.響應速度快

由于熱電極與護管間填充致密MgO，熱傳導效率高，且可制成細徑探頭，時間常數可低至0.1秒，遠優于普通裝配式熱電偶。

3.長壽命與高可靠性

密封結構有效防止水分、腐蝕性氣體侵入，避免熱電極氧化或污染；抗氧化性強，長期穩定性好。

4.柔性可彎曲

可根據安裝空間需要彎曲成各種形狀，便于狹窄或復雜位置的布設。

5.防爆與安全性能好

全金屬封閉結構，可用于防爆區域（配合隔爆接線盒），符合Ex d IIC T6等防爆標準。

6.安裝靈活

可配固定螺紋、法蘭、活動卡套、手柄等多種安裝形式，適應不同現場需求。

四、典型應用場景

-電力行業：發電機繞組、變壓器油溫、開關柜觸點溫度監測；

-冶金工業：加熱爐、退火爐、連鑄機的爐膛與鋼坯測溫；

-石油化工：反應器、裂解爐、管道壁溫監控；

-機械制造：熱處理爐、注塑機、軸承溫度檢測；

-航空航天：發動機部件表面溫度測量；

-科研實驗：高溫材料試驗、燃燒研究。

五、選型與使用注意事項

選型要點：

-測溫范圍與精度等級（I級或II級）；

-護管材質與耐腐蝕性要求；

-外徑、長度及插入深度；

-安裝方式與接線盒類型；

-是否需要接地、防震、耐磨等特殊要求。

使用建議：

-避免劇烈彎曲半徑小于護管外徑的6倍；

-在還原性氣氛中慎用（K型熱電偶負極易被硫化）；

-定期校準，確保測量準確性；

-長期高溫使用后需檢查護管氧化情況。

鎧裝熱電偶WRNK憑借其堅固耐用、響應迅速、適應性強，它不僅提升了測溫系統的可靠性和維護效率，更為工業自動化、智能化控制提供了堅實的數據基礎。隨著新材料、新工藝的發展，未來WRNK將進一步向微型化、耐環境、集成信號處理方向演進，持續工業傳感技術的進步，守護萬千工業系統的“體溫”安全。