氢探头 传感技术创新驱动
1.定位：基于氧化锆（ZrO₂）浓差电池 + MMI 金属 - 金属 - 离子接口技术的高温氧 / 碳势传感器，是热处理炉（渗碳、碳氮共渗、退火、淬火）实现闭环碳控的核心部件；可在 700–1100℃恶劣气氛中长期稳定工作，直接输出氧势毫伏信号或换算碳势，无缝对接主流碳控仪与 PID 系统。
2.原理：高温下氧化锆固体电解质传导氧离子；测量端接触炉内气氛、参比端通洁净空气

一、核心测量原理

本款国产氢探头采用钇稳定氧化锆固体电解质浓差电池检测原理，实现炉内氢气浓度实时在线监测：

1. 测量端（检测端）：探头探杆顶端直接伸入炉膛，与炉内渗碳、氮化、光亮退火等工艺气氛充分接触；

2. 参比端（基准端）：独立密封气路持续通入洁净、干燥常压空气（氧含量 20.95%）作为稳定氧分压基准；

3. 电势生成逻辑：高温工况下氧化锆陶瓷具备氧离子传导特性，测量端炉内气氛与参比端洁净空气存在氧分压差，电解质两侧电极会产生与氧分压差值一一对应的稳定电势信号；

4. 氢浓度换算：依据能斯特方程解析电势数值，结合炉内水汽、CO、H₂平衡热力学模型，精准换算出炉内氢气体积浓度、氢分压，同步输出氮势 KN 值，为热处理气氛闭环控制提供原始传感信号。

二、核心产品性能优势

1. 测量精准稳定，电势信号一致性强

· 自研高致密氧化锆传感芯片，电极采用抗硫化、抗积碳贵金属涂层，电势输出漂移极小，长期零点漂移＜1%/ 月；

· 全量程测量精度 ±0.5% FS，氮势 KN 控制≤0.03，电势分辨率可达 0.1mV，微小气氛波动均可精准捕捉；

· 内置高精度 K 型热电偶紧贴电解质芯体，实时温度补偿，消除高温变化对电势、氢浓度换算的干扰。

2. 响应速度快，实时同步炉内气氛变化

氧化锆离子传导响应灵敏，T90 响应时间≤8s，极速定制款可达≤2s，毫秒级电势信号输出，无采样管路滞后，适配快速升降温、气氛切换动态热处理工艺，控制器可同步完成氢含量联动调节。

3. 直插式一体化结构，安装简便免预处理

测量端可直接插入炉膛高温区，无需配套复杂冷凝、过滤、抽气取样系统，减少管路堵塞、气体损耗带来的测量失真；独立双通道隔离设计，参比空气气路与炉内气氛隔绝，杜绝窜气破坏基准电势，保障长期测量基准稳定。

4. 耐高温耐腐蚀，适配复杂工业炉气氛

· 探杆保护套管采用 Cr25Ni20/310S 耐热合金，连续耐受炉温 600~1100℃，短时峰值 1150℃；

· 抗渗碳、氮化、氨分解、轻微硫化腐蚀，可长期在高氢、高 CO、金属蒸汽、粉尘炉膛工况稳定运行；

· 双层隔热风冷结构，探头接线端低温运行，防护等级 IP65，防尘防水，炉旁恶劣环境耐用。

5. 全自主国产核心，高性价比易维护

· 传感陶瓷、电极、气路结构、信号采集电路全部国产化自研，核心技术自主可控，交付周期短，相比进口氢探头采购、维保成本降低 40% 以上；

· 模块化分体设计，传感芯体可单独更换，无需整支探头替换；标配手动 / 自动烧碳接口，定期清除电极积碳，恢复电势测量精度，大幅延长整机使用寿命（常规连续使用 12~18 个月）；

· 标准化信号输出：mV 原始电势信号、4-20mA 模拟量、RS485 Modbus-RTU 数字通讯三选一，兼容国产 / 进口碳控仪、氮势控制系统，支持就地显示屏实时查看电势、H₂浓度、炉温、氮势。

6. 安全可靠，适配防爆热处理工况

整机无内置加热高压部件，无明火风险；可定制防爆型结构，满足易燃易爆氢基气氛炉安全监测要求；内置故障自诊断，参比气断供、芯体老化、超温时输出异常信号，便于系统报警停机。

三、标准技术性能参数

四、典型应用场景

广泛配套井式氮化炉、多用渗碳炉、不锈钢光亮退火炉、粉末冶金烧结炉、铜材钎焊炉等热处理设备，依靠测量端 - 参比空气电势差实时监测炉内氢含量，稳定氮势、碳势，解决工件脱碳、色差、硬度不均等工艺缺陷，实现热处理气氛自动化闭环管控。

氢探头 传感技术创新驱动

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