Technical Summary

铠装式热电阻

本文件面向仪表工程师、选型设计人员、运维人员及项目技术管理者，系统介绍铠装式热电阻（MICable RTD)的测量原理、产品结构、优缺点对比、应用领域、技术参数、命名规则及选型方法。

铠装式热电阻MineralInsulatedRTD(MICable)

温度传感器系列全部型号（2）咨询选型

所属系列：温度传感器系列

TECHNOLOGY & APPLICATION

理解原理，精准选型

从测量原理到现场应用，了解铠装式热电阻的技术特点与选型要点。

TECHNICAL GUIDE

概述

（Mineral Insulated Resistance Temperature Detector，MI-RTD 或 ArmouredRTD)是采用矿物绝缘（MineralInsulated,MI)一体化工艺制造的新型温度传感器。其感温元件（Pt100/Pt1000)、绝缘材料（高纯氧化镁 MgO粉)与金属护套管（316L/310S/Inconel

01
通过特殊拉拔工艺紧密压实、密封成型，形成直径

Φ1.0~Φ8.0 mm 的柔性测温电缆，是热电阻家族中结构最紧凑、响应最快、寿命最长的产品形态。

铠装热电阻起源于上世纪 50 年代英国军工核反应堆测温需求，最初用于核反应堆堆芯温度监测，随后扩散至航空、航天、石化、电力等高可靠工业领域。经过 70 余年发展，逐步形成了 IEC 60751国际标准、ASTME1137国际标准和JB/T8622国家标准等多标准体系，并成为现代工业过程温度测量不可或缺的关键元件。

主要技术特点

概述 · 序号 / 特点对照查阅

序号	特点
1	MI 一体化：感温元件 + MgO 绝缘 + 金属护套三层一体化成型
2	可弯曲：最小弯曲半径 5×外径，可绕复杂曲面安装
3	响应快：Φ3 mm 规格 t63 响应时间仅 1~3 s
4	耐高压：金属护套耐压 30~100 MPa，适合高压容器
5	抗震性强：致密 MgO 缓冲，抗震性优于装配式热电阻
6	测量精度高：A 级 ±0.15 ℃，1/3 DIN B ±0.10 ℃
7	测温范围广：-200~+850 ℃（Pt100 标准)
8	可现场缩径：末端可加工成更细的测量端，提高响应

MEASUREMENT PRINCIPLE

工作原理

2.1 铂电阻温度特性（IEC 60751)

采用 Pt100 铂电阻作为感温元件，在 0 ℃ 时电阻值为 100 Ω，温度系数 α =

01
00385。温度-电阻关系满足 IEC 60751 标准的 Callendar-Van Dusen 方程：

R(t) = R(0) · [1 + At + Bt2 + C(t-100)·t3](t<0°C时)

其中 A = 3.9083×10�3/°C,B = -5.775×10�7/°C,C = -4.183×10�12/°C,R(0) = 100

Ω（Pt100)。该方程是国际温标 ITS-90 中-200~+850 ℃ 范围内温度-电阻换算的标准基础。

2.2 引线方式与误差补偿

2.3 MI 一体化原理

铠装热电阻采用"三同轴"挤压工艺

① 在金属管（316L / 310S / Inconel)内穿入 Pt 电阻芯；

② 在金属管与电阻芯之间填充高纯氧化镁粉（MgO ≥ 99.5%)；

③ 通过多道次拉拔 + 中间退火，使 MgO 致密化、金属管壁与电阻芯紧密贴合；

④ 末端电阻体与引线采用氩弧焊或激光焊密封，端口焊接热封端帽；

⑤ 整体结构实现

① 极电阻与外壳电气绝缘（MgO)；② 热传导高效（MgO 导热 30W/，金属外壳致密)；③ 机械强度高（金属护套抗压)；④ 抗震性强（MgO 致密缓冲)。

2.4 工作流程

工作原理 · 线制 / 结构对照查阅

线制	结构	误差补偿	适用场景
2 线制	仅 2 根引线，含测量和电流	无法补偿导线电阻	精度要求不严的近距离测量
3 线制	1 根电源 + 2 根采样，自动补偿	部分消除引线电阻	主流工业现场，铠装标配
4 线制	2 根电流 + 2 根电压，全桥法	完全消除引线 + 接触电阻	高精度计量、关键控制点

工作原理 · 步骤 / 动作对照查阅

步骤	动作
①	现场温度 → 测量端 Pt 电阻 → 电阻值 R(t) 随温度变化
②	测量电桥输出 mV 级信号 → 通过 3/4 线制引线送出
③	变送器线性化处理 → 4-20 mA / Hart / 总线输出
④	DCS / PLC 接收 → 显示温度 / 报警 / 联锁控制
⑤	温度超限 → 触发声光报警 + 紧急停车
⑥	Pt 电阻开路 / 短路 → 断偶保护逻辑动作

工作原理 · 步骤 / 动作对照查阅

步骤	动作
⑦	MI 护套持续承受高温高压 → 保持结构稳定

PRODUCT STRUCTURE

产品结构

3.1 MI 一体化结构层次

3.2 外径规格（6 种)

3.3 感温端结构类型

3.4 输出方式

优缺点分析

4.1 主要优点

4.2 主要缺点

Pt 感温元件

功能描述：铂电阻芯，温度感应核心常用材质/规格：Pt100 / Pt1000 / Pt50 / Cu50

MgO 绝缘层

功能描述：电气绝缘 + 热传导 + 机械缓冲常用材质/规格：高纯氧化镁 ≥ 99.5%

金属护套管

功能描述：机械强度 + 气密保护 + 抗腐蚀常用材质/规格：316L / 310S / Inconel 600 / 825 合金

内引线

功能描述：电阻芯引出至接线端常用材质/规格：纯镍 / 镍铬 / 镀银铜 / 镀镍铜

末端密封

功能描述：测量端气密，防水防尘常用材质/规格：氩弧焊 / 激光焊 + 端帽

密封过渡接头

功能描述：冷端密封引出常用材质/规格：M20 / NPT1/2 / M27 防水接头

接线盒

功能描述：冷端补偿、信号转接常用材质/规格：压铸铝 / 不锈钢 / 工程塑料

接线端子

功能描述：补偿导线接入常用材质/规格：镍镀层铜端子 / 陶瓷端子

过程连接

功能描述：安装于管道 / 容器常用材质/规格：螺纹 G1/G2、法兰 DN25~100、活动法兰

冷端变送器

功能描述：线性化 + 4-20mA + Hart / 总线常用材质/规格：一体化 4-20mA + Hart 协议

铭牌 / 警告牌

功能描述：分度号、量程、防爆标志常用材质/规格：不锈钢蚀刻 / 激光打标

外径

部件名称：应用领域功能描述：响应时间常用材质/规格：备注

Φ1.0 mm

部件名称：微反应器、医学实验功能描述：τ63 0.5s 常用材质/规格：最小规格，需配合特殊密封

Φ1.6 mm

部件名称：生物发酵、加热板功能描述：τ63 1.0s 常用材质/规格：极快响应

Φ3.0 mm

部件名称：工业过程主流功能描述：τ63 2.5s 常用材质/规格：主流规格，性价比最优

Φ4.5 mm

部件名称：高温 / 高压场合功能描述：τ63 4.5s 常用材质/规格：通用规格，耐压较高

Φ6.0 mm

部件名称：电厂、高温管路功能描述：τ63 7s 常用材质/规格：耐高温、抗震强

Φ8.0 mm

部件名称：特殊加固场合功能描述：τ63 12s 常用材质/规格：强度最高，响应最慢

结构

部件名称：结构特点功能描述：响应常用材质/规格：应用

裸露型

部件名称：测量端无外露，焊封端帽功能描述：最快常用材质/规格：短插入深度、低温快速测量

缩径型

部件名称：末端加工成 Φ1.6/Φ2.0 细端功能描述：较快常用材质/规格：需要局部快速响应的场合

螺纹型

部件名称：末端攻丝可螺纹连接功能描述：中等常用材质/规格：现场易装拆的场合

带套型

部件名称：测量端外套弹簧保护功能描述：较慢常用材质/规格：易磨损场合（如流体冲击)

陶瓷封装型

结构特点：Pt 电阻 + 陶瓷封装响应：中等应用：耐化学腐蚀的场合

输出类型

结构特点：信号形式响应：负载能力应用：典型应用

电阻信号

结构特点：Pt100 18.52~390.48 Ω 响应：无源应用：短距离直读 / 高精度仪表

二线制 4-20 mA

结构特点：环路供电响应：RL ≤ (V-12)/0.02 应用：主流工业现场

四线制 4-20 mA

结构特点：独立供电回路响应：RL ≤ 600 Ω 应用：高精度场合

Hart 协议

结构特点：4-20 mA + 数字双向响应：需要手操器应用：远程参数组态 / 诊断

MODBUS RTU

结构特点：RS-485 数字通讯响应：最多 32 节点应用：多台仪表组网

现场总线 FF / PA

结构特点：总线型本质安全响应：本质安全场合应用：化工 DCS 系统集成

1

优点：MI 一体化：感温 + 绝缘 + 护套三层一体，可弯曲、防潮、抗震

2

优点：响应极快：Φ3 mm 规格 t63 仅 1~3 s，远超装配式 30 s

3

优点：测量精度高：A 级 ±0.15 ℃、1/3 DIN B ±0.10 ℃

4

优点：耐高压：金属护套可承受 30~100 MPa 压力

5

优点：抗震性强：致密 MgO 缓冲，可承受 50g 振动

6

优点：可弯曲：最小弯曲 5×外径，适应复杂安装空间

7

优点：互换性好：Pt100 标准 IEC 60751，分度表通用

8

优点：寿命长：密封结构抗氧化，平均寿命 5~10 年

9

优点：线性度好：Pt 电阻温度特性近线性，二次仪表简单

缺点与使用限制

1

缺点：测温上限较低：最高 850 ℃，无法测量更高温度

2

缺点：价格较高：MI 工艺复杂，约为装配式 1.5~3 倍

3

缺点：不可现场修复：损坏需整根更换，无法拆修偶丝芯

4

缺点：弯曲有要求：反复弯曲会造成 MgO 致密度下降，限位报警

5

缺点：响应受外径影响：Φ1.0 响应快但易碎，Φ6+ 响应慢但耐用

6

缺点：需要激励电流：长期大电流会引起自热误差

7

缺点：引线成本：3/4 线制补偿导线较 2 线制贵 30~50%

8

缺点：安装精度要求高：插入深度需精确控制

APPLICATIONS

应用领域

因具有响应快、寿命长、可弯曲、耐高压等特性，广泛用于以下工况：

5.1 典型应用案例

① 某 1000MW 火电机组锅炉给水测温

温度 280~320 ℃、压力 25 MPa，采用 Φ6 Inconel 600铠装 Pt100 + 活动法兰安装，运行 8 年仍在用，年节约热电阻采购成本约 30 万元；

② 某 LNG 接收站储罐温度监测

-162 ℃ 深冷测量，采用 Φ3 316L 铠装 Pt100 配 4线制高精度变送器，温度监测精度 ±0.2 ℃；

③ 某化工厂聚合釜熔体测温

温度 220~280 ℃、高粘度聚合物熔体，采用 Φ4.5 316L 铠装 Pt100 +防腐涂层 + Hart 协议输出；

④ 某发酵罐车间

温度 30~45 ℃、CIP 清洗时 80~95 ℃，采用 Φ3 卫生级 316L 铠装 Pt100 +Tri-Clamp 接头；

⑤ 某航空发动机测温试验台

温度 -50~+600 ℃、强振动，采用 Φ3 Inconel 600 铠装 Pt100 +高强度端封结构。

电力 / 火电

典型工况：锅炉给水、过热器壁温代表介质：蒸汽 / 给水 / 锅炉水

电力 / 核电

典型工况：反应堆堆芯温度代表介质：反应堆冷却剂

化工 / 石化

典型工况：反应釜、精馏塔、聚合釜代表介质：有机溶剂、催化剂、聚合物熔体

油气 / LNG

典型工况：LNG 储罐、低温管道代表介质：液化天然气、液化石油气

冶金 / 钢铁

典型工况：连铸坯、加热炉、热轧线代表介质：钢坯、钢水、轧件

食品 / 饮料

典型工况：CIP 清洗、巴氏杀菌代表介质：牛奶、啤酒、果汁、酱油

医药 / 生物

典型工况：发酵罐、冻干机、灭菌釜代表介质：药液、培养基、纯化水

科研 / 热工

典型工况：试验台、风洞、热流计代表介质：空气、油、水蒸气

航空 / 军工

典型工况：发动机测温、飞机蒙皮代表介质：航空煤油、液压油、空气

热电偶标定

典型工况：标准热电偶 / 低温恒温槽代表介质：硅油、酒精、水、液氮

TECHNICAL SPECIFICATIONS

技术参数表

6.1 整机参数

6.2 精度等级与允许偏差

01
选型表

7.1 命名规则

典型命名规则

WZPK-2310-L1000-G1-316L-3L-Pt100

7.2 常用型号推荐

01
选型指南

8.1 选型步骤

8.2 典型工况推荐

8.3 选型注意事项

以上即为铠装式热电阻完整技术总结。实际选型应综合工艺参数、介质物性、安装方式、压力等级、生命周期成本等综合决策。

技术参数表 · 参数类别 / 参数名称对照查阅

参数类别	参数名称	规格
分度号	分度号	Pt100（α=0.00385)/ Pt1000 / Pt50 / Cu50 / Ni120
测温范围	测温范围	200 ~ +850 ℃，按元件和护套决定
精度等级	精度等级	1/3 DIN B ±0.10 ℃ / A ±0.15 ℃ / B ±0.30 ℃（0 ℃时)
MI 外径	MI 外径规格	Φ1.0 / Φ1.6 / Φ3.0 / Φ4.5 / Φ6.0 / Φ8.0 mm
最小弯曲	最小弯曲半径	5 × 外径
响应时间	响应时间 t63	Φ3 ≤ 3 s；Φ4.5 ≤ 5 s；Φ6 ≤ 8 s
金属护套	金属护套材质	316L / 310S / 321 / Inconel 600 / 825 合金
绝缘材料	绝缘材料	高纯氧化镁 MgO ≥ 99.5%
引线方式	引线方式	2 线 / 3 线 / 4 线
末端密封	末端密封工艺	氩弧焊 / 激光焊 + 端帽密封
冷端密封	冷端密封工艺	环氧树脂 / 玻璃粉 / 激光焊接
绝缘电阻	绝缘电阻	≥ 1000 MΩ@100 V（电阻体对外壳)
耐电压	耐电压	AC 500~1500 V / 1 min
抗压强度	抗压强度	Φ3 30 MPa / Φ6 100 MPa / Φ8 200 MPa
抗震性能	抗震性能	30~50 g，10~500 Hz（三轴向)
过程连接	过程连接	螺纹 G1/G2、NPT、法兰 DN25~100、活动法兰、卡套
插入深度	插入深度	50~5000 mm，可定制
接线盒	接线盒	压铸铝 / 不锈钢 / 工程塑料 / IP65~IP68
输出信号	输出信号	mV / 4-20 mA / Hart / MODBUS / 总线
环境温度	环境温度	40 ~ +85 ℃（变送器部分)
介质温度	介质温度	200 ~ +850 ℃（Pt100 标准)
防爆等级	防爆等级（可选)	Ex d IIC T6 / Ex ia IIC T6
总长	总长	100~6000 mm，可定制
重量	重量	0.1~3 kg（视规格而定)
精度等级	允差（℃）	允差（Ω）@0℃	应用场景
1/3 DIN B	±0.10	±0.04	计量级、关键控制

技术参数表 · 精度等级 / 允差（℃）对照查阅

精度等级	允差（℃）	允差（Ω）@0℃	应用场景
A 级	±0.15	±0.06	高精度工业现场
B 级	±0.30	±0.12	通用工业现场
C 级	±0.60	±0.23	一般测温场合

技术参数表 · 段位 / 代号对照查阅

段位	代号	含义
1	WZPK	铠装式铂电阻（Z 为电阻 / K 为铠装 / P 为铂)
2	2	接线盒形式（2=防溅 / 3=防水 / 4=隔爆 / 5=本安)
3	3	端帽形式（3=普通 / 5=卫生 / 7=陶瓷封装)
4	1	外径规格（1=Φ3 / 2=Φ4.5 / 3=Φ6 / 4=Φ8)
5	0	安装方式（0=螺纹 / 1=法兰 / 2=活动法兰 / 3=卡套)
6	L1000	插入深度 L + 数值（mm)
7	G1	过程连接（G1 / G2 / DN50 等)
8	316L	金属护套材质（316L / 310S / Inconel600)
9	3L	引线方式（2L=2 线 / 3L=3 线 / 4L=4 线)
10	Pt100	分度号（Pt100 / Pt1000 / Cu50 等)

技术参数表 · 序号 / 型号对照查阅

序号	型号	规格描述	典型应用
1	WZPK-2310-L1000-G1-316 L-3L-Pt100	铠装 / 防溅盒 / Φ3 / G1 / 1m / 316L / 3 线	工业主流规格
2	WZPK-2320-L1000-G1-316 L-4L-Pt100-A	铠装 / 防溅盒 / Φ4.5 / G1 / 1m / 316L / 4 线 / A 级	高精度工业现场
3	WZPK-4320-L1500-DN50-I nconel600-3L-Pt100	铠装 / 防水盒 / Φ6 / DN50 / Inconel600 / 3 线	高温、高压、腐蚀介质
4	WZPK-2310-L500-M27-31 6L-3L-Pt100-1/3B	铠装 / 防溅盒 / Φ3 / M27 / 316L / 1/3 DIN B	计量级关键控制点
5	WZPK-2310-L800-G1-310S -3L-Pt100	铠装 / 防溅盒 / Φ3 / G1 / 310S / 3 线	电厂锅炉给水 / 高温蒸汽
6	WZPK-4310-L2000-活动法兰-825-3L-Pt100	铠装 / 防水盒 / Φ3 / 活动法兰 / 825 合金 / 3 线	LNG 储罐低温测温
7	WZPK-2310-L1000-Tri-Cla mp-316L-3L-Pt100	铠装 / 防溅盒 / Φ3 / Tri-Clamp / 卫生级 316L / 3 线	食品 / 制药卫生级
8	WZPK-7310-L500-M20-31 6L-4L-Pt1000-IA	铠装 / 隔爆盒 / Φ3 / M20 / 316L / Pt1000 / Ex ia	隔爆本安现场总线
9	WZPK-2310-L1500-G2-316 L-3L-Pt100-无线	铠装 / 防溅盒 / Φ3 / G2 / 316L / 无线 Hart	不便布线的高空点位

技术参数表 · 步骤 / 选型考量对照查阅

步骤	选型考量
①	确认测温范围：最低温 / 最高温 → 选定分度号（Pt100/Pt1000/Cu50)
②	确认精度要求：±0.1 ℃ 选 1/3 DIN B；±0.3 ℃ 选 B 级
③	确认介质腐蚀性：弱腐蚀选 316L；强腐蚀选 Inconel600/825 合金
④	确定响应要求：快响应选 Φ1.6/Φ3；高强度选 Φ6/Φ8
⑤	确认压力等级：高压选 Φ6+；低压可 Φ3
⑥	确定线制：普通选 3 线；高精度选 4 线
⑦	选择过程连接：螺纹 / 法兰 / 活动法兰 / 卫生级
⑧	选择输出方式：mV / 4-20mA / Hart / MODBUS / 总线
⑨	确定防爆等级：按危险区分类（Zone 0/1/2)选 Ex ia / Ex d
⑩	核算寿命成本：综合采购 + 维护 + 安全风险

技术参数表 · 工况 / 温度对照查阅

工况	温度	介质	推荐规格	关键参数
锅炉给水	280~320	高压除氧水	WZPK-2310-L500-G1-310S-3L-Pt 100	Φ3 / 310S / 3 线 / Pt100
LNG 储罐	162	液化天然气	WZPK-4310-L2000-活动法兰-825- 3L-Pt100	Φ3 / 825 合金 / 3 线 / Pt100
聚合釜熔体	220~280	聚合物熔体	WZPK-2320-L1000-G1-316L-4L-P t100	Φ4.5 / 316L / 4 线 / Pt100
冻干机	40~+50	药液	WZPK-2310-L500-G1-316L-4L-Pt 100-A	Φ3 / 316L / 4 线 / A 级
CIP 清洗	80~95	酸碱液	WZPK-2310-L500-Tri-Clamp-316 L-3L-Pt100	Φ3 / 卫生级 / 316L
航空发动机	50~+600	航空煤油	WZPK-2310-L300-M20-Inconel60 0-3L-Pt100	Φ3 / Inconel600 / 抗振
催化裂化	480~520	油气 + 催化剂	WZPK-4320-L800-DN50-Inconel6 00-3L-Pt100	Φ6 / DN50 / Inconel600
标准铂电阻	0	硅油恒温槽	WZPK-2310-L500-M27-316L-4L- Pt100-1/3B	Φ3 / 1/3 DIN B / 4 线
热电偶标定	50~+660	检定炉	WZPK-2310-L500-G1-310S-4L-Pt 100-A	Φ3 / 310S / 4 线 / A 级

技术参数表 · 工况 / 温度对照查阅

工况	温度	介质	推荐规格	关键参数
反应釜深冷	100~+20 0	有机溶剂	WZPK-2310-L1000-G1-316L-3L-P t100	Φ3 / 316L / 3 线
序号	注意事项
1	测温范围应预留 ±10% 余量，避免长期处于满量程
2	精度要求高时务必选 4 线制 + A 级或 1/3 DIN B 级
3	强腐蚀介质应优先选 Inconel600 / 825 合金护套
4	低温深冷场合（< -100 ℃)选 Pt1000 可获得更高灵敏度
5	自热误差不可忽略：激励电流 ≤ 1 mA 为宜
6	弯曲半径不可小于 5 倍外径，且弯曲一次不可复原
7	强振动场合需选 Φ6/Φ8 规格，避免 Φ3 以下细径断裂
8	过程连接螺纹过紧可能造成 MgO 压溃，应使用扭力扳手
9	定期校准：建议每 6~12 个月用标准电阻比对
10	运输安装需特别注意：铠装电缆易弯折，避免小半径反复弯曲

Models

铠装式热电阻 · 型号产品

点击型号查看具体规格与参数

共 2 个型号

标准型

WZPK-191A 铠装式热电阻

型号 WZPK-191A

铠装式热电阻标准型，铠装式，柔韧可弯曲。符合国家计量检定规程与相关行业标准，适用于工业过程测量与控制现场。

增强型

WZPK-191B 铠装式热电阻

型号 WZPK-191B

铠装式热电阻增强型，铠装式，柔韧可弯曲。符合国家计量检定规程与相关行业标准，适用于工业过程测量与控制现场。

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