以高溫氧化鋯作固體電介質，在高溫下若電介質兩側氧濃度不同時，便形成氧濃差電池。濃差電池產生的電勢與兩側氧濃度有關，如一側氧濃度固定，即可通過測量濃差電勢來測量另一側的氧含量。通過爐外氧P1O1和爐內氧P2O2在氧化鋯兩側產生的一個氧電勢，及在被測氣氛的絕對溫度下根據能斯特公式：E=1/NF·RT·LnP1O1/P2O2(mv)表達式。
正常的滲碳 [2]氣體中，CO和H2的含量基本上是定值，如用丙烷或丁烷制備滲碳氣體，其中大致含24%CO和33%H2，爐氣中的CH4和O2對CO2和H2O的含量影響很大，當增加滲劑滴量或富化氣體通入量，使CH4的含量增加時，CO2和H2O會迅速減少，其反應是：
CH4+H2O=CO+3H2
CH4+CO2=2CO+2H2
當O2量增加時，爐氣中的CO2和H2O會迅速增多，其反應是
2H2+O2=2H2O
2CO+O2=2CO2
由此可知，只要控制爐氣中的CO2、H2O、CH4和CO2中的任何一種氣體的相對含量，也就能達到控制爐氣成分、調整碳勢的目的。根據上述原理，武漢華敏研究發(fā)現，低溫狀態(tài)也可以使用氧探頭，金屬材料在許多情況下要進行低溫保護氣氛熱處理，在球化退火工藝中，有一種是采用氮氣加丙烷，為了保持一定的爐壓，要通入適量的氮氣和丙烷常量，體上安裝武漢華敏低溫氧探頭，并在線測量爐內氣氛，精確控制爐內碳勢。
陸13220557479 熱處理領備件請咨詢
結構特點
氧探頭 [2]的種類多種多樣，但從總體結構講分兩大類：導流式和直插式。
導流式
導流式氧探頭：利用一根長導流管將被測氣體導入氧化鋯檢測室，然后加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度（700℃以上）。氧化鋯一般采用管狀，電極采用多孔鉑電極。因此不受檢測氣體溫度的影響，通過采用不同的導流管可以檢測各種溫度氣體中的氧含量。
直插式
直插式氧化鋯探頭：直插式檢測是將氧化鋯直接插入高溫氣體檢測其中的氧含量，這種檢測方式一般適宜被檢測氣體溫度在700℃～1100℃時（特殊可到1400℃），它利用被測氣體的高溫使氧化鋯達到工作溫度。這種方法的技術關鍵是陶瓷材料的高溫密封和電極問題。
使用及維護
1. 氧探頭在爐中工作時，潔凈的參比空氣應該持續(xù)通入。通入量在1~2L/min。
2. 探頭的核心部件時陶瓷管，使用時應盡量避免急冷、急熱，防止激烈的振動及機械碰撞。如果必須要將氧探頭從熱爐膛中抽出，那么抽出或者插入的速度都不要超過600mm/min的速度。
3. 積炭是造成氧探頭失效的重要原因。在爐罐（馬弗爐）或爐磚（弗爐）滲碳初期，常常是積炭已經很嚴重了而氧探頭輸出電勢并不高，此時一定要控制富化介質（煤油、丙酮、丙/丁烷等）通入量，不可過多。否則會使氧探頭上產生嚴重結炭，從而造成氧探頭永久性損壞?？刂聘换橘|（煤油、丙酮、丙/丁烷等）通入量，不要設定過高的碳勢，防止氧探頭積炭。
4. 弗爐在新的或舊爐大修后爐子預滲碳時先不裝氧探頭，待爐子預滲結束后再裝上氧探頭。
5. 燒碳裝置對氧探頭定期燒碳操作，當氧探頭在爐子上工作時，推薦的空氣流量為5~9L/min，燒炭持續(xù)2min，燒碳間隔在2~4h。探頭的燒碳對探頭本身是無害的。
