在现代工业生产中，温度是影响工艺过程、产品质量和设备安全的核心参数之一。从冶金炉膛、化工反应釜到电力设备、航空航天系统，对高温、振动、腐蚀等恶劣环境下温度的精确、稳定测量提出了要求。传统装配式热电偶易受机械损伤、响应慢、寿命短，难以满足复杂工况需求。为此，铠装热电偶（Mineral Insulated Thermocouple,MI Thermocouple）应运而生，成为工业测温的主流选择。其中，型号为WRNK的镍铬-镍硅（K型）铠装热电偶因其优异的综合性能，广泛应用于电力、石化、冶金、机械制造等领域，被誉为工业自动化控制系统中的“温度哨兵”。

一、基本概念与命名解析

“WRNK”是中国国家标准（GB/T 18404-2001《铠装热电偶》）规定的型号编码，其含义如下：

-W：表示“温度仪表”类；

-R：表示“热电偶”；

-N：表示热电偶分度号为K型（镍铬-镍硅，NiCr-NiSi）；

-K：表示“铠装式”结构。

因此，WRNK即指K型铠装热电偶，测温范围通常为-200℃～+1200℃（长期使用建议≤1100℃），适用于氧化性或惰性气氛环境，是目前应用泛的热电偶类型之一。

二、结构组成与工作原理

铠装热电偶WRNK采用“三位一体”的紧凑结构，由以下核心部分构成：

1.热电极：两根不同材质的金属丝——正极（KP）为镍铬合金（Ni-10%Cr），负极（KN）为镍硅合金（Ni-3%Si-0.7%Mg）。根据热电效应，当两个接点存在温差时，回路中产生热电动势（mV级），其大小与温度呈非线性函数关系，可通过标准分度表查得对应温度值。

2.绝缘材料：高纯度氧化镁（MgO）粉末紧密填充于热电极与金属护管之间，起电气绝缘和导热作用。MgO具有优良的耐高温（>2000℃）、高电阻率和化学稳定性。

3.金属护管：外层为无缝金属管，常用材质包括：

-1Cr18Ni9Ti（321不锈钢）：适用于一般腐蚀环境，耐温约900℃；

-GH3030（镍基高温合金）：用于强腐蚀、高温场合（可达1100℃）；

-Inconel 600/601：抗氯离子腐蚀，适用于石化、海洋工程。

整个结构通过冷拔、旋锻等工艺一体化成型，形成细长、柔韧、密封的“电缆式”传感器，直径可小至Φ1mm。

三、技术优势与性能特点

1.机械强度高，抗振动冲击

铠装结构使热电偶具有的抗拉、抗压和抗弯能力，适用于电机、涡轮机、管道振动频繁的场合。

2.响应速度快

由于热电极与护管间填充致密MgO，热传导效率高，且可制成细径探头，时间常数可低至0.1秒，远优于普通装配式热电偶。

3.长寿命与高可靠性

密封结构有效防止水分、腐蚀性气体侵入，避免热电极氧化或污染；抗氧化性强，长期稳定性好。

4.柔性可弯曲

可根据安装空间需要弯曲成各种形状，便于狭窄或复杂位置的布设。

5.防爆与安全性能好

全金属封闭结构，可用于防爆区域（配合隔爆接线盒），符合Ex d IIC T6等防爆标准。

6.安装灵活

可配固定螺纹、法兰、活动卡套、手柄等多种安装形式，适应不同现场需求。

四、典型应用场景

-电力行业：发电机绕组、变压器油温、开关柜触点温度监测；

-冶金工业：加热炉、退火炉、连铸机的炉膛与钢坯测温；

-石油化工：反应器、裂解炉、管道壁温监控；

-机械制造：热处理炉、注塑机、轴承温度检测；

-航空航天：发动机部件表面温度测量；

-科研实验：高温材料试验、燃烧研究。

五、选型与使用注意事项

选型要点：

-测温范围与精度等级（I级或II级）；

-护管材质与耐腐蚀性要求；

-外径、长度及插入深度；

-安装方式与接线盒类型；

-是否需要接地、防震、耐磨等特殊要求。

使用建议：

-避免剧烈弯曲半径小于护管外径的6倍；

-在还原性气氛中慎用（K型热电偶负极易被硫化）；

-定期校准，确保测量准确性；

-长期高温使用后需检查护管氧化情况。

铠装热电偶WRNK凭借其坚固耐用、响应迅速、适应性强，它不仅提升了测温系统的可靠性和维护效率，更为工业自动化、智能化控制提供了坚实的数据基础。随着新材料、新工艺的发展，未来WRNK将进一步向微型化、耐环境、集成信号处理方向演进，持续工业传感技术的进步，守护万千工业系统的“体温”安全。