B型热电偶

B型热电偶是铂铑30-铂铑6热电偶的通用名称，属于贵金属热电偶中耐温最高、高温稳定性最好的温度传感器。其独特的双铂铑结构使其在超高温测量领域具有不可替代的地位，特别适用于1800℃以上的极端温度环境，是高温工业和科研领域的顶级测温工具。

核心技术特征：

超高耐温性：长期使用温度可达1800℃，短期可达1820℃
无需冷端补偿：在0-50℃范围内热电势变化极小
超强稳定性：在高温氧化气氛中几乎无漂移
超长寿命：在规范使用下寿命可达数年
抗污染性强：对多数污染物具有良好抵抗性
重复性好：多次热循环后性能保持稳定

二、结构与材料特性

1. 材料成分与性能

电极材料精密成分：

电极类型	化学成分	比例组成	纯度要求
正极(BP)	铂铑30合金	Pt:70%，Rh:30%	≥99.95%
负极(BN)	铂铑6合金	Pt:94%，Rh:6%	≥99.95%

材料物理特性：

特性参数	正极(BP)	负极(BN)	性能优势
熔点温度	1890℃	1820℃	超高耐温
电阻率	0.19μΩ·m	0.17μΩ·m	导电性好
热膨胀系数	9.2×10⁻⁶/℃	9.0×10⁻⁶/℃	热匹配性好
抗氧化性	极优	极优	高温稳定

2. 专用结构设计

三、热电特性与性能参数

1. 超高温热电性能

热电势特性表（参考端0℃）：

温度(℃)	热电势(mV)	灵敏度(μV/℃)	适用性评价
0	0.000	-	不推荐使用
200	0.002	0.01	灵敏度过低
400	0.038	0.18	不推荐使用
600	1.069	5.15	开始适用
800	2.419	6.75	适用
1000	4.832	12.07	良好
1200	7.869	15.19	优良
1400	11.301	17.16	优异
1600	14.992	18.46	最优
1800	18.842	19.25	极限

2. 国际标准精度等级

超高温精度标准：

标准体系	温度范围	等级1精度	等级2精度	特级精度
IEC 60584	600～1700℃	±0.5%t	±0.1%t	±0.25%t
	1700～1800℃	±0.5%t	-	-
ASTM E1751	800～1700℃	±0.5%t	±1.0%t	±0.25%t
	1700～1820℃	±1.0%t	-	-
GB/T 2903	600～1800℃	±0.5%t	±1.0%t	±0.25%t

四、温度范围与使用限制

1. 有效温度范围

温度使用分区：

2. 严格使用限制

关键限制条件：

低温限制：400℃以下灵敏度太低，不建议使用
气氛要求：必须在清洁氧化性气氛中使用
污染限制：对硅、磷等污染物敏感
热冲击限制：避免快速温度变化

不同环境中的温度限制：

环境条件	推荐温度	极限温度	寿命预期
清洁氧化气氛	≤1800℃	1820℃	1-2年
轻度污染气氛	≤1600℃	1700℃	6-12个月
真空环境	≤1700℃	1750℃	1-3年
惰性气氛	≤1750℃	1800℃	1-2年

五、环境适应性与防护要求

1. 气氛敏感性分析

氧化性气氛要求：

在氧化性气氛中性能最佳：
需要稳定适量的氧气供应
理想氧分压：10⁻⁴～10⁻² atm
避免缺氧条件导致铑挥发

污染物质影响：

污染物	影响程度	允许浓度	防护措施
硅化合物	严重污染	<0.1ppm	高级过滤
磷化合物	严重中毒	<0.05ppm	严格避免
金属蒸气	中度污染	<1ppm	专用保护
碳化合物	中度影响	<5ppm	氧化气氛

2. 特种保护管选择

超高温保护方案：

材料类型	最高温度	适用气氛	特点
再结晶氧化铝	1800℃	氧化性	高纯度
氧化锆	2000℃	氧化性	耐温极高
二硅化钼	1700℃	氧化性	抗氧化好
铂铑合金	1850℃	各种气氛	成本极高

六、电气特性与连接技术

1. 电气参数特性

电阻特性：

丝径规格	单位长度电阻	适用电流	应用场合
Φ0.2mm	约0.6Ω/m	5-10mA	实验室精密
Φ0.5mm	约0.1Ω/m	10-20mA	一般工业
Φ1.0mm	约0.025Ω/m	20-50mA	高温应用

2. 专用补偿导线

B型专用补偿系统：

导线类型	导体材料	使用温度	颜色标识	特殊要求
BC	铜-铜镍	-20～100℃	灰-黄	专用
特制型	与热电偶同	-40～200℃	定制	高精度

无冷端补偿优势：

简化系统：不需要复杂的冷端补偿装置
减少误差：避免补偿引入的额外误差
安装方便：对参考端温度要求宽松
成本降低：减少补偿设备投资

七、机械性能与耐久性

1. 超高温力学性能

机械特性数据：

性能指标	正极(铂铑30)	负极(铂铑6)	测试条件
抗拉强度	≥350MPa	≥300MPa	室温
高温强度	≥50MPa	≥40MPa	1600℃
延伸率	≥20%	≥25%	室温
蠕变抗力	优	良	1500℃

2. 超长寿命特性

寿命预测模型：

超高温寿命公式：
L = L₀ × exp[Q(1/T₀ - 1/T)/k]
其中：
L：实际寿命
L₀：参考寿命（1600℃时8760小时）
Q：活化能（3.0eV）
k：玻尔兹曼常数
T：工作温度

典型寿命数据：

工作温度	清洁气氛寿命	一般气氛寿命	维护要求
1400℃	3-5年	2-3年	年度检查
1600℃	1-2年	6-12个月	半年检查
1700℃	6-12个月	3-6个月	季度检查
1800℃	3-6个月	1-3个月	月度检查

八、应用领域分析

1. 超高温应用领域

顶级工业应用：

2. 应用参数要求

各领域温度需求：

应用领域	温度范围	精度要求	寿命要求
特种冶金	1600～1800℃	±5℃	1年以上
航空航天	1500～1800℃	±3℃	2年以上
科研实验	1400～1820℃	±1℃	按需定制
高端制造	1500～1750℃	±2℃	1年以上

九、选型与使用规范

1. 精密选型指南

超高温应用选型：

应用要求	推荐规格	保护管材料	特殊要求
实验室研究	Φ0.2-0.3mm	高纯氧化铝	单独校准
工业连续	Φ0.5-0.8mm	氧化锆	水冷保护
极端温度	Φ0.3-0.5mm	铂铑合金	特殊校准
长期运行	Φ0.8-1.0mm	复合陶瓷	定期更换

2. 超高温安装规范

特种安装要求：

预热程序：必须按预定程序缓慢升温
密封要求：超高真空密封或特殊气氛密封
冷却系统：可能需要配套水冷系统
热膨胀补偿：精密计算热膨胀量
安全防护：防爆、防辐射等特殊防护

十、校准与量值传递

1. 超高温校准体系

特种校准要求：

2. 校准技术要求

超高温固定点：

固定点	温度值	不确定度	适用性
铜点	1084.62℃	±0.1℃	基础校准
钯点	1554.8℃	±0.5℃	中温校准
铂点	1768℃	±1.0℃	高温校准

十一、维护与故障处理

1. 特种维护规程

超高温维护要求：

维护项目	周期	维护内容	标准要求
外观检查	1周	显微镜检查	无污染
电阻测量	1月	冷态电阻	变化＜±0.5%
校准检查	3月	高温校准	偏差＜±0.5%
全面检测	6月	性能评估	符合标准

2. 超高温故障处理

特殊故障分析：

故障现象	可能原因	处理措施	预防方法
信号消失	电极断裂	更换热电偶	避免热冲击
示值偏低	严重污染	清洁或更换	改善气氛
不稳定	绝缘下降	检查绝缘	定期检测
响应慢	保护管结垢	清洁保护管	使用清洁气氛

十二、技术发展趋势

1. 材料技术创新

性能提升方向：

纯度提升：99.999%以上超高纯度
合金优化：铑含量精确控制和优化
复合技术：纳米复合电极结构
防护创新：新型防护涂层技术

2. 智能化发展

智能传感器趋势：

集成化：内置信号处理和线性化
数字化：高精度数字输出
自诊断：实时健康状态监测
无线化：物联网远程监控

十三、经济性分析

1. 成本构成分析

超高成本分析：

成本项目	比例	内容说明	优化策略
贵金属成本	50-60%	铂铑合金成本	回收利用
制造成本	20-25%	特种工艺成本	工艺优化
保护管成本	10-15%	特种材料成本	选型优化
校准成本	5-10%	特种校准成本	合理周期