Technical Summary

隔爆热电阻

Explosion-ProofRTDSummary隔爆热电阻Explosion-Proof RTD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，系统介绍隔爆热电阻的测量原理、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。

温度传感器系列 全部型号（2） 咨询选型
隔爆热电阻

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，了解隔爆热电阻的技术特点与选型要点。

01

TECHNICAL GUIDE

概述

（Explosion-ProofResistanceTemperatureDetector，Ex-RTD）是防爆型温度仪表中的高精度代表，感温元件采用铂（Pt100/Pt1000）、铜（Cu50 / Cu100）或镍（Ni120）等金属电阻材料，外壳采用满足 GB 3836系列标准要求的隔爆型结构，允许在含有 IIA、IIB、IIC 类爆炸性气体或蒸汽的危险区域内长期工作。

相比热电偶，热电阻在中低温段（-200~+850 ℃）具有更高的测量精度（最高可达 ±0.1 ℃）和更好的稳定性，因此在石化、医药、半导体等高精度行业不可替代。隔爆型外壳则赋予其在危险区域的安全使用许可。

起源于上世纪 60 年代欧美石油化工行业的爆炸危险区测温需求，先后经历了铸铝壳体、钢板焊接壳体、不锈钢壳体等不同阶段，目前主流为压铸铝或精密铸造不锈钢结构，结合2/3/4线制引线和 IEC 60751 标准铂电阻，形成现代完善的工业级隔爆热电阻体系。

主要技术特点

Explosion-ProofRTDSummary

概述 · 序号 / 特点对照查阅
序号特点
1测量精度极高：Pt100 可达 ±0.1 ℃（1/3 DIN B 级）
2长期稳定性好：年漂移 ≤ 0.05 ℃，远优于热电偶
3测温范围适中：-200~+850 ℃，覆盖中低温主流工况
4线性度好：Pt 电阻温度特性近线性，简化二次仪表
5隔爆等级高：满足 Ex d IIC T6 Gb（氢气级防爆）
6抗干扰强：3/4 线制自动消除引线电阻误差
7互换性好：标准接线盒、过程连接，替换维护方便
8可扩展通讯：配套变送器支持 Hart / MODBUS / PROFIBUS
02

MEASUREMENT PRINCIPLE

工作原理

2.1 金属电阻温度特性

绝大多数金属导体的电阻随温度升高而增加，且在一定温度范围内呈现良好的线性关系。国际温标ITS-90 规定：-259.35 ℃ 到 +961.78 ℃ 之间使用标准铂电阻温度计作为内插仪器。

Pt100 表示在 0 ℃ 时电阻为 100 Ω 的铂电阻，其温度特性近似为：R(t) = R(0) · [1 + At + Bt² + C(t-100)·t³]（t＜0℃时）

为标准铂电阻温度系数。

2.2 引线方式与误差补偿

2.3 隔爆原理（GB 3836.2）

隔爆型电气设备的防爆原理基于"间隙灭焰"理论

当设备内部爆炸性混合物因电火花或高温引燃时，爆炸产生的火焰和高温气体可通过各部件之间的隔爆间隙向外传播，但间隙结构（平面 / 圆筒 /螺纹）能有效冷却火焰至安全温度以下，从而阻止爆炸传播到外部环境。

隔爆接合面的关键参数

① 间隙 ≤ 0.2 mm（IIC）；② 有效啮合长度 ≥ 12.5 mm；③ 表面粗糙度Ra ≤ 6.3 μm；④ 紧固螺栓满足防松要求。

2.4 工作流程

Explosion-ProofRTDSummary

测量公式点击查看大图 ↗
R(t) = R(0) · [1 + At + Bt2 + C(t-100)·t3](t<0°C时)
测量公式点击查看大图 ↗
其中 A = 3.9083×10�3/°C,B = -5.775×10�7/°C,C = -4.183×10�12/°C,α = 0.00385
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 线制仪表只接 2 根引线无法消除导线电阻短距离 / 高精度要求不严
3 线制仪表接 3 根引线，1 根电源 + 2 根采样可补偿引线电阻但非完全主流工业现场最常用
4 线制仪表接 4 根引线，2 根电流 + 2 根电压完全消除引线和接触电阻高精度计量级、计量室
工作原理 · 步骤 / 动作对照查阅
步骤动作
①现场温度 → 感温元件铂电阻 → 电阻值随温度变化
②测量电桥输出毫伏信号 → 通过 3/4 线制引线送出
③变送器线性化处理 → 转换为 4-20 mA 电流信号
④信号送至 DCS / 数显表 → 显示温度并参与控制
⑤若温度超限 → 触发声光报警 + 联锁停车
⑥若铂电阻断路 / 短路 → 触发断偶保护逻辑
⑦隔爆外壳持续承受内部爆炸压力 → 保证外部环境安全
03

PRODUCT STRUCTURE

产品结构

3.1 主要结构部件

3.2 感温元件类型

3.3 输出方式

Explosion-ProofRTDSummaryExplosion-ProofRTDSummary

优缺点分析

4.1 主要优点

4.2 主要缺点

Explosion-ProofRTDSummary

感温元件

功能描述：Pt100 / Pt1000 铂电阻感温 常用材质/规格：薄膜 / 铂丝绕制

绝缘支架

功能描述：固定电阻体，绝缘电气隔离 常用材质/规格：高纯氧化铝 / 云母

内引线

功能描述：电阻体引出到接线端 常用材质/规格：镍铬 / 镀银铜 / 纯镍

金属护套管

功能描述：气密保护、抗氧化、抗压 常用材质/规格：316L / 310S / Inconel 600

绝缘填充

功能描述：热传导 + 绝缘 + 抗震 常用材质/规格：氧化铝粉 / 氧化镁粉

防爆密封头

功能描述：电缆引入隔爆密封 常用材质/规格：隔爆型填料函 / 密封接头

隔爆接线盒

功能描述：冷端补偿、信号转接 常用材质/规格：压铸铝 / 不锈钢

接线端子

功能描述：补偿导线接入 常用材质/规格：陶瓷端子 / 镍镀层铜端子

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

铭牌 / 警告牌

功能描述：防爆标志、安全警告 常用材质/规格：不锈钢 / 铝合金

类型

部件名称：结构特点 功能描述：温度范围 常用材质/规格：适用场景

薄膜铂电阻

部件名称：Pt 膜沉积陶瓷基底，体积小 功能描述：50~+400 ℃ 常用材质/规格：响应快、批量生产、普通精度

绕线铂电阻

部件名称：铂丝绕制云母或陶瓷骨架 ，精度高 功能描述：200~+850 ℃ 常用材质/规格：高精度计量 / 工业现场

陶瓷铂电阻

部件名称：Pt 丝封入氧化铝陶瓷，坚 固耐用 功能描述：200~+850 ℃ 常用材质/规格：工业现场主流 / 高可靠性

玻璃铂电阻

部件名称：Pt 丝封入玻璃管，化学惰性 功能描述：200~+500 ℃ 常用材质/规格：医药 / 食品卫生级

贴片铂电阻

部件名称：薄膜铂电阻 + 不锈钢保护管 功能描述：50~+250 ℃ 常用材质/规格：表面温度测量

铠装铂电阻

部件名称：陶瓷电阻 + 金属铠装一体化 功能描述：200~+600 ℃ 常用材质/规格：弯曲安装 / 高压工况

输出类型

部件名称：信号形式 功能描述：负载能力 常用材质/规格：典型应用

电阻信号

部件名称：Pt100 直接电阻 18.52~390.48 Ω 功能描述：无源 常用材质/规格：数显表 / 控制系统直接接入

二线制 4-20 mA

部件名称：环路供电 功能描述：RL ≤ (V-12)/0.02 常用材质/规格：主流工业现场

四线制 4-20 mA

信号形式：独立供电回路 负载能力：RL ≤ 600 Ω 典型应用：高精度场合

Hart 协议

信号形式：4-20 mA + 数字双向 负载能力：需要手操器 典型应用：参数远程组态

MODBUS RTU

信号形式：RS-485 数字通讯 负载能力：最多 32 节点 典型应用：多台仪表组网

现场总线 FF / PA

信号形式：总线型本质安全 负载能力：本质安全场合 典型应用：化工 DCS 系统集成

1

优点：测量精度极高：Pt100 A 级 ±0.15 ℃（0 ℃时），远高于热电偶

2

优点：长期稳定性好：年漂移 ≤ 0.05 ℃，无需频繁校准

3

优点：线性度好：Pt 电阻温度特性近线性，二次仪表简单

4

优点：互换性好：同分度号元件可互换，无需重新标定

5

优点：抗干扰强：3/4 线制可消除引线电阻误差

6

优点：隔爆等级高：满足 Ex d IIC T6 Gb（氢气级防爆）

7

优点：参考端无需冷端补偿：与热电偶相比避免冷端误差

8

优点：标准信号：Pt100 是国际标准 IEC 60751，互换性极佳

9

优点：兼容性好：可与多种显示仪表、记录仪、PLC 直接连接

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：响应较慢：金属护套导致热惯性大，响应时间 3~30 s

3

缺点：抗震性差：感温元件受冲击易断丝，运输安装需小心

4

缺点：价格较高：Pt 材质成本远高于热电偶偶丝

5

缺点：需要激励电流：需稳定电流源，避免自热误差

6

缺点：引线成本：3/4 线制补偿导线较 2 线制贵 30~50%

7

缺点：体积较大：隔爆外壳使整体尺寸大于普通热电阻

8

缺点：维修困难：损坏需整支更换，现场无法修复

9

缺点：强冲击场合不适用：振动环境易导致铂丝断裂

04

APPLICATIONS

应用领域

因兼具高精度和高安全性，广泛应用于以下工况

5.1 典型应用案例

① 某大型炼油厂催化裂化反应器

温度 480~520 ℃、介质为含催化剂粉末油气，采用 Pt100陶瓷元件 + 隔爆接线盒结构，测温精度 ±0.5 ℃；

② 某 LNG 接收站储罐

-162 ℃深冷温度监测，采用 Pt100 薄膜元件 +不锈钢隔爆外壳 + Hart变送器，1 年内温漂 ≤ 0.1 ℃；

③ 某化工厂氯乙烯聚合反应釜

温度 50~80 ℃、含氯乙烯易燃易爆介质，采用 Pt100 + Ex d IIC T6隔爆外壳，配套安全栅联锁；

④某制药厂冻干机

-40~+50℃精度温度控制，采用四线制Pt100+隔爆型一体化变送器，控温精度 ±0.3 ℃；

⑤ 某煤化工企业甲醇合成塔

温度 200~280 ℃、介质为含 CO/H 易燃合成气，采用 Pt100 +隔爆外壳 + PROFIBUS-PA 总线集成至 DCS。

Explosion-ProofRTDSummary

石油 / 油气

典型工况：炼油反应器、储罐温度 代表介质：原油、汽油、柴油、液化气

化工 / 石化

典型工况：反应釜、精馏塔温度控制 代表介质：有机溶剂、酸碱液、催化剂浆料

制药 / 生物

典型工况：发酵罐、灭菌釜、冻干机 代表介质：药液、培养基、纯化水

天然气 / LNG

典型工况：LNG 储罐、管道温度 代表介质：天然气、液化气、轻烃

煤化工

典型工况：甲醇合成、烯烃装置温度 代表介质：合成气、甲醇、烯烃

精细化工

典型工况：染料、香料、涂料生产温度 代表介质：有机溶剂、染料中间体

化肥 / 农药

典型工况：尿素合成、硝铵生产温度 代表介质：氨、尿素溶液、硝酸铵

食品 / 饮料

典型工况：CIP 清洗、巴氏杀菌温度 代表介质：牛奶、啤酒、果汁、酱油

电子化学品

典型工况：高纯试剂、半导体材料温度 代表介质：异丙醇、丙酮、超纯水

煤矿 / 矿用

典型工况：瓦斯抽采、防爆电气设备温度 代表介质：瓦斯、煤尘

05

TECHNICAL SPECIFICATIONS

技术参数表

6.1 整机参数

6.2 防爆分区与选型

Explosion-ProofRTDSummaryExplosion-ProofRTDSummary

  1. 01

    选型表

7.1 命名规则

典型命名规则

Exd-WZP-Pt100-316L-G1-1000-IP68-Hart

7.2 常用型号推荐

Explosion-ProofRTDSummaryExplosion-ProofRTDSummary

  1. 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

Explosion-ProofRTDSummary以上即为隔爆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、防爆分区、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 / Cu50 / Cu100 / 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）
自热影响自热影响≤ 0.05 ℃ / mW
引线方式引线方式2 线 / 3 线 / 4 线（推荐 3 线）
金属护套金属护套316L / 310S / 321 / Inconel 600
绝缘材料绝缘材料高纯氧化铝 99.5% / 氧化镁粉
隔爆标志隔爆标志Ex d IIB T4 Gb / Ex d IIC T6 Gb
隔爆等级隔爆等级符合 GB 3836.2 / IEC 60079-1
防护等级防护等级IP65 / IP67 / IP68
过程连接过程连接螺纹 G1/G2、NPT1/2、NPT3/4、法兰 DN25~100、卡套
插入深度插入深度100~3000 mm，可定制
响应时间响应时间 t633~30 s（依护套厚度 3~10 mm）
抗压强度抗压强度6.4~30 MPa（依护套规格）
环境温度环境温度40 ~ +85 ℃（接线盒）
环境湿度环境湿度0~95% RH，无凝露
绝缘电阻绝缘电阻≥ 100 MΩ@100 V（电阻体对护套）
耐电压耐电压AC 500 V / 1 min
抗震性能抗震性能10~30 g，10~500 Hz
接线盒材质接线盒材质压铸铝 / 不锈钢 / 工程塑料
保护管外径保护管外径Φ6 / Φ8 / Φ10 / Φ12 / Φ16 mm
总长总长200~3500 mm，可定制
重量重量0.5~5 kg（视规格而定）
危险区域存在介质选型推荐
Zone 0 / 20爆炸性气体 / 粉尘长期存在本安型 Ex ia IIC Ga
Zone 1 / 21正常运行可能存在隔爆型 Ex d IIC T4 Gb
技术参数表 · 危险区域 / 存在介质对照查阅
危险区域存在介质选型推荐
Zone 2 / 22异常时短时存在隔爆或增安型 Ex d / Ex e IIC
煤矿井下瓦斯 / 煤尘矿用本安型 Ex d I Mb
技术参数表 · 段位 / 代号对照查阅
段位代号含义
1Exd隔爆型代号（Explosion-Proof）
2WZP / WZC铂电阻 / 铜电阻
3Pt100 / Pt1000 / Cu50分度号及 0℃标称电阻
4316L / 310S / Inconel600金属护套材质
5陶瓷 / 薄膜 / 绕线感温元件类型
6G1 / G2 / DN50 / 卡套过程连接规格
71000 mm插入深度 L（mm）
83L / 4L3 线制 / 4 线制
9IP65 / IP68防护等级
10mV / 4-20mA / Hart / MODBUS输出方式
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
1Exd-WZP-Pt100-316L-G1-1 000-IP68-4-20mAPt100 / 316L / 陶瓷 / G1 / 1m / 3 线 / 4-20mA石化反应釜温度
2Exd-WZP-Pt1000-310S-DN 50-IP67-HartPt1000 / 310S / 薄膜 / 法兰 DN50 / Hart炼油装置储罐温度
3Exd-WZP-Pt100-Inconel60 0-G2-1500-ExdIICPt100 / Inconel600 / 绕线 / G2 / 1.5m / IIC T6精细化工溶剂温度
4Exd-WZP-Pt100-316L-M27 -800-4LPt100 / 316L / M27 卡套 / 0.8m / 4 线 / 高精度制药冻干机温度
5Exd-WZP-Pt100-310S-G1- 1500-WirelessHartPt100 / 310S / G1 / 1.5m / 无线 HartLNG 罐群温度监测
6Exd-WZC-Cu50-316L-G1-1 000Cu50 / 316L / 陶瓷 / G1 / 1m / 经济型化肥尿素合成温度
7Exd-WZP-Pt100-钛合金-G2 -2000-PAPt100 / 钛合金 / G2 / 2m / PROFIBUS-PA氯碱电解槽温度
8Exd-WZP-Pt100-316L-卫生 级-2L-Tri-ClampPt100 / 316L / 卫生级 Tri-Clamp / 2 线 / 4-20mA食品 CIP 清洗温度
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
9Exd-WZP-Pt100-Inconel60 0-G2-2500-本安Pt100 / Inconel600 / G2 / 2.5m / 本安 Ex ia煤矿瓦斯抽采温度
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/哈氏合金
④确定线制：普通选 3 线制；高精度选 4 线制
⑤选择过程连接：螺纹 / 法兰 / 卡套 / 卫生级
⑥确定插入深度：按管径 1/3~2/3 取值
⑦选择输出方式：mV / 4-20mA / Hart / MODBUS / 总线
⑧确定防爆等级：按危险区分类（Zone 0/1/2）选 Ex ia / Ex d
⑨选择防护等级：IP65 / IP67 / IP68，依环境湿度粉尘
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
工况温度介质推荐分度号推荐隔爆等级
炼油反应器300~520油气 + 催化剂Pt100Ex d IIC T4
LNG 储罐162液化天然气Pt1000Ex d IIB T6
聚氯乙烯反应釜50~80氯乙烯Pt100Ex d IIC T6
冻干机40~+50药液Pt100 4 线Ex d IIB T4
甲醇合成塔200~280合成气Pt100Ex d IIC T4
CIP 清洗80~95酸碱液Pt100 卫生级Ex d IIB T4
电子化学品20~+30丙酮/异丙醇Pt100Ex d IIC T6
尿素合成塔170~200尿素 + 氨Cu50Ex d IIB T4
煤矿瓦斯20~60瓦斯 / 煤尘Pt100矿用 Ex ia I
试剂储罐10~+30有机溶剂Pt100Ex d IIC T6
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
技术参数表 · 序号 / 注意事项对照查阅
序号注意事项
3强腐蚀介质应优先选 Inconel600 / 哈氏合金护套
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接线盒防护等级应 ≥ 现场环境防护等级一个等级
7危险区域必须严格按 GB 3836 选型，并核对防爆证书
8定期校准：建议每 6~12 个月用标准电阻比对
9运输安装需特别注意：铂丝易震断，避免跌落
10强振动场合建议加装防震支架或选择铠装结构

Models

隔爆热电阻 · 型号产品

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共 2 个型号

WZPK-240EX 隔爆热电阻 标准型

WZPK-240EX 隔爆热电阻

型号 WZPK-240EX

隔爆热电阻标准型，隔爆型热电阻，适用防爆场合。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。
WZPK-440EX 隔爆热电阻 增强型

WZPK-440EX 隔爆热电阻

型号 WZPK-440EX

隔爆热电阻增强型，隔爆型热电阻，适用防爆场合。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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