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美国碳王氧探头 :耐高温防腐结构

更新时间:2026-09-21      浏览次数:5
项目
规格
碳势测量范围
-0.10% ~ 1.4% C
输出信号
-1000 ~ 1200 mV DC
正常探头工作温度
1400 ~ 1850 °F(约 760 ~ 1010 ℃
工作温度
1150 °F(约 621 ℃)
探头罩/接线端温度上限
200 °F(约 93 ℃)
灵敏度
0.02 mV 或 0.0025% C
精度
±0.03% C
稳定性
全寿命 ±1 mV
响应时间
< 1 秒
阻抗
< 6 kΩ
探头结构
稳定化氧化锆固体电解质 + 合金电极
参比空气
0.2 ~ 1.0 SCFH 过滤环境空气
寿命
正常使用约 2 年
保修
1 年,非按比例折旧
可维修性
无需现场维修,可返厂翻新(费用大幅节省)
保修与温度挂钩
使用温度
保修期
< 1850 °F(1010 ℃)
12 个月
1850 ~ 1950 °F
6 个月
1950 ~ 2050 °F
3 个月
> 2050 °F



产品功能介绍

产品概述
美国碳王(Marathon Carbonseer 系列)是基于氧化锆(ZrO₂)固体电解质浓差电池原理的在线碳势传感器。探头原位直插炉膛,外侧接触炉气、内侧通参比空气,两侧氧分压差产生毫伏电势;结合内置热电偶同步测得的炉温,由碳控仪按能斯特方程换算碳势(%C),构成渗碳、碳氮共渗、保护气氛退火、光亮淬火的闭环控制核心。广泛应用于密封箱式多用炉、井式渗碳炉、连续网带炉、推盘炉、辊棒炉及吸热式气氛发生器。

耐高温防腐结构:逐层拆解

① 传感芯体——稳定化氧化锆闭端管
采用稳定化氧化锆(stabilized zirconia)固体电解质烧结成闭端管状。闭端结构意味着炉气只接触外表面、参比空气在管内,两侧氧浓度差形成电势。等静压成型 + 高温烧结的芯体晶粒均匀、孔隙率低,抗热震,长期高温连续运行不开裂、不失效。
② 电极——合金电极
区别于普通镀铂电极探头的关键:针对渗碳气氛中常见的硫、铅、硅、磷、焦油等致毒物质做了抗中毒设计,长期高温下不易起皮、脱落、老化,输出漂移小。
③ 外层护套——耐热合金保护管
具体到材质,渠道普遍口径为 RA330 镍铬耐热合金(部分/PE 款为 RA330 + Inconel 601 双层合金)。其作用是:
  • 耐受渗碳炉长期高温工况(渠道口径 700~1100 ℃,正常口径 760~1010 ℃)

  • 抗渗碳气氛侵蚀、抗硫化物与裂解油气腐蚀、抗铵盐与油雾腐蚀

  • 抗高温蠕变与热交变冲击,装料—升温—出料的反复冷热循环下不易弯曲变形

④ 内层保护——刚玉/高铝瓷衬管(双层复合结构)
双层方案为:外层 RA330 耐热合金 + 内层刚玉(高铝瓷)保护衬管。内层陶瓷隔绝电化学腐蚀与金属蒸汽,外层合金承担机械强度与热冲击,两者配合实现"抗热震 + 抗渗碳 + 抗机械振动"三重防护。另有高温陶瓷保护管方案,适配 1000 ℃ 以上的高温渗碳与碳氮共渗工艺。
⑤ 密封——陶瓷-金属钎焊 + 多重密封
采用陶瓷与金属钎焊封装,配合粉环、陶瓷与基座的多重密封结构。这保证了探头在高温下长期保持气密性——参比空气端与炉气测定端可靠隔离,防止参比气窜入导致的信号虚高与漂移,同时支持高温直接插拔。密封结构在 1000 ℃ 以上长期不老化。
⑥ 双气路——参比气通道 + 烧碳吹扫通道
  • 参比气口:持续通入洁净干燥空气(0.2~1.0 SCFH),提供稳定的 21% O₂ 参比基准

  • 烧碳吹扫口:定期通入压缩空气(渠道口径 5~9 L/min,烧除约 80~90 秒),灼烧电极与陶瓷管表面的石墨化积碳,恢复电极活性,延缓信号漂移

⑦ 加粗探杆 + 1″ NPT 标准安装
探杆外径约 25 mm(1 英寸加粗设计),高温下不易弯曲变形;标准 1 英寸 NPT 管螺纹安装(与同规格进口探头安装尺寸一致),可直接替换,无需改动炉体开孔。
⑧ 接线盒——IP65 工业防护

尾部接线盒 IP65 防护,航空快插接头,单侧接线远离高温炉壁。抵御热处理车间的粉尘、淬火油雾、水汽和变频器/点火器的电磁干扰。


美国碳王氧探头 :耐高温防腐结构

其他核心性能

  • 响应时间 < 1 秒:气氛突变(炉门开闭、富化气调节、氮气吹扫)即时捕捉,碳控无滞后

  • 精度 ±0.03% C,灵敏度 0.02 mV(0.0025% C):适配齿轮、轴承等精密渗碳

  • 内置热电偶可选 K / S / R 型(也可不带):温度与氧电势同点同步采集,从源头消除空间温差导致的碳势换算误差

  • 信号兼容:原生 mV 氧势信号直连碳控仪;可选 4~20 mA / RS485 对接 PLC、DCS、记录仪



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