氧探头选型、安装、烧炭与寿命管理实务

• 选型：温度范围、插入长度、氧化锆结构、是否内置热电偶
• 安装：代表工件区、避开进气口和火焰、密封良好
• 参比空气：洁净、干燥、流量稳定
• 烧炭：按积炭状况定期执行
• 建立探头档案：出入库、点检、校验、更换记录

选型要点

• 工作温度范围：确认与工艺温度匹配；
• 插入长度与安装接口：保证探头尖端处于有代表性的气氛中；
• 结构类型：整体氧化锆、锆球、焊接式、氧化锆头等，耐热冲击性和密封方式不同；
• 是否内置热电偶：内置热电偶测量尖端温度，Nernst 计算更准确；
• 适用气氛：渗碳、淬火、发生器出口等工况的积炭倾向不同。

安装位置

1. 代表工件所在区域的气氛和温度；
2. 避开富化气、稀释空气的直接喷射口；
3. 避开燃烧管火焰和辐射管直接辐射；
4. 远离炉门等易漏气位置；
5. 安装法兰和密封可靠，避免空气沿探头外壁渗入。

参比空气

参比空气是 Nernst 方程中的“已知量”，必须：

• 洁净（无油、无粉尘）、干燥；
• 流量稳定，按探头说明书设定；
• 气泵和管路定期检查，泵停机要报警。

烧炭

渗碳气氛中探头外表面会积炭，导致信号失真甚至短路。烧炭是向探头外侧通入少量空气，把积炭烧掉。

• 频率根据气氛碳势和积炭情况设定，高碳势工况需要更频繁；
• 烧炭期间信号会暂时异常，控制器应暂停调节或保持输出；
• 烧炭后观察信号恢复情况，恢复缓慢可能意味着探头老化。

校验与诊断

• 比对法：用三气分析仪或定碳片结果反推应有的 mV，与探头输出比对；
• 阻抗测试：探头内阻升高通常提示老化或电极接触不良；
• 响应测试：观察烧炭后或工况变化时的响应速度。

一支新探头的输出误差通常需要控制在 ±5 mV 以内；而在 930 °C 渗碳时 5 mV 偏差即可造成约 ±0.10 的碳势偏差，因此趋势管理比“坏了再换”更重要。

寿命管理

建立探头档案：

这些记录也是 CQI-9 审核中证明碳势受控的重要证据。