本安感温——防爆铠装热电阻的原理与选购要点

防爆铠装热电阻是将铂热电阻元件（通常为Pt100，α＝0.003851 Ω/Ω·℃）封装于金属铠装护套内，整体置于取得防爆合格证的防爆接线盒或防爆铠装结构中，用于在存在爆炸性气体、蒸气或粉尘的危险场所（如石油化工装置区、油气处理站、煤矿井下非瓦斯突出区域Ⅱ类危险区）精确测量－200～500℃（特殊可至600℃＋短时用）介质温度的测温传感器。它结合了铠装RTD的机械强度、耐振、可弯曲特性与防爆外壳的火焰阻断/压力释放能力，满足 GB 3836 / IEC 60079 系列防爆标准要求，常见防爆型式有隔爆型（Ex d）、本安型（Ex i，通常配安全栅使用）及复合防爆结构。

防爆铠装热电阻基于金属铂电阻随温度变化的物理特性及隔爆/本安防爆原理：

1. 电阻‑温度关系：铂电阻元件（薄膜或绕线式）封装于铠装管顶端，其电阻值 R(t) 与温度 t 的关系由标准多项式描述（IEC 60751）：

l －200℃ ≤ t ≤ 0℃：R(t)＝R₀[1＋A·t＋B·t²＋C·(t－100)·t³]

l 0℃ ≤ t ≤ 850℃：R(t)＝R₀[1＋A·t＋B·t²]其中 R₀ 通常为 100.00 Ω（Pt100），A、B、C 为常数。通过测量 R(t) 可反推温度，精度高（A级 ±(0.15＋0.002|t|)℃；B级 ±(0.30＋0.005|t|)℃）。

2. 铠装结构：Φ3～Φ8 mm 不锈钢/Inconel 护套内填压实氧化镁（MgO）粉末，中心为铂电阻引线（通常为三线制或四线制——三线制补偿导线电阻，四线制实验室最高精度），电阻元件与偶丝对焊于顶端，尾部引补偿导线或直接与接线端子相连。MgO 绝缘保证引线间及对地绝缘，金属护套抗压、抗振、可弯曲（最小弯曲半径≥3～5×外径）。

3. 防爆实现：

l 隔爆型（Ex d）：接线盒为厚壁铸造铝合金或不锈钢壳体，接合面间隙与宽度经设计可承受内部爆炸不传至外部；电缆引入装置用防爆密封接头（Ex d 封堵压胶），整体通过国家防爆质检中心认证并打防爆标志（如 Ex d IIC T6 Gb）。

l 本安型（Ex i）：测量回路本身限制能量（电压≤1.5 V、电流≤100 mA、电容电感受限），即便短路或开路也不会点燃爆炸性混合物，须配合齐纳安全栅或隔离安全栅安装在安全区使用，常用于系统本安设计。现场安装须严格按防爆规范——电缆压紧螺母拧紧、多余引入口堵死、接地可靠（铠装护套及防爆盒均需接地）。

4. 信号引出：三线制常用（两根引线接电桥相邻臂抵消导线电阻影响），四线制用于实验室/校准，两线制精度低少用。可配温度变送器（安装于防爆盒内）将电阻信号转为 4–20 mA/HART 输出。

在选购防爆铠装热电阻时，应结合危险区域等级、温度范围及过程连接详细确认：

l 防爆标志与证书：依装置区爆炸性气体组别（IIA/IIB/IIC）及温度组别（T1～T6）选对应隔爆或本安等级，如 Ex d IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃ Db（粉尘同时）。

l RTD 元件规格：Pt100 为标准，少数选 Pt500/Pt1000；精度等级 A 级（过程控制常用）或 B 级（计量用）；单支或双支元件（双支可冗余或分别接本地与 DCS）。

l 铠装外径、长度与材质：常用 Φ4、Φ5、Φ6、Φ8 mm；插入长度 L（自法兰/螺纹密封面算起至感温端）按工况流道中心或管壁厚度＋深入介质中心定；护套材质 304/316L（≤400℃一般工况）、Inconel 600/625（高温腐蚀环境）；注意介质腐蚀性及上限使用温度。

l 感温端形式：多为绝缘型（电阻元件与护套绝缘），响应时间 τ₀.₅ 受护套直径影响（Φ6 mm 典型 3～10 s 水中），若需快响应可选接壳型但注意接地影响。

l 过程连接：螺纹 M20×1.5、G1/2"、NPT 1/2"、NPT 3/4" 或法兰 HG/T 20592 / ANSI B16.5 DN15/25 PN1.6/2.5/4.0 MPa；活动或固定法兰、焊接座按管道/设备接口定；配密封垫片（石墨/金属缠绕垫）。

l 接线盒与引线：防爆铸铝/不锈钢接线盒（IP66/IP67），盒内端子排明确标注 A/B/C（三线制）或标注线色；是否内置温度变送器（0.5 级或 0.1 级，输出 4–20 mA + HART/FF/Profibus PA 可选）。

l 三线/四线制及线色：确认引线颜色编码（通常白‑白‑红 三线制：两白为补偿线、红为公共），问询是否提供线阻值或出厂 R₀ 值（100.00 Ω @0℃）便于校验。

l 绝缘与耐压指标：常温下铠装引线间及对护套绝缘电阻 ≥500 MΩ@500 VDC，应能承受 2 kV 工频耐压 1 min 不击穿（出厂检验）。

l 材质证明与校准：药企/石化多要求 3.1 材质证书（护套、电阻元件）、出厂 R‑T 对照值（或校准证书）及防爆合格证。

l 安装与接地要求：铠装外层金属网/护套必须可靠接现场接地网（≤4 Ω 推荐），防爆盒接地端子单独接地；引入装置用防爆密封接头配堵头封死未用口。

防爆铠装热电阻是危险区域温度测量的理想传感器，明确您的爆炸危险分区等级（决定 Ex d / Ex i 及组别）、过程插入深度与连接方式、是否需内置变送器，再对照 Pt100 精度等级与铠装材质耐温耐腐蚀要求选型，可保障测温精确且符合安全生产规范。