氧化锆探头，即氧化锆氧探头，是基于能斯特发现的氧化锆在高温下的离子导电现象设计的探头，其利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上环境中产生的氧离子导电特性，通过测量不同氧分压下的氧离子迁移产生的氧电势，来快速准确地检测氧气浓度。氧化锆探头具有响应时间短（0.1s～0.2s）、测量范围广（0-ppm到百分含量）、使用温度高（500℃～1200℃）等优点，广泛应用于冶金、热处理、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门。

氧化锆氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压（即氧浓度）时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特（Nernst）方程：式中E为氧传感器输出的氧电势（mv），Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是公认准确、直接的标定方法。

1. 氧化锆和钢玉陶瓷焊接坚固复合技术，探头抗击热冲击能力强, 一般使用寿命可达3至5年。氧化锆探头一般不需用标准气校正（可用环境空气校正），探头在使用过程中测氧精度高，反应速度快, 信号无漂移，抗腐蚀性强。

2. 探头的长度探头有各种规格和长度从250毫米至2米，有特殊环境要求的氧化锆探头需要特制，或者采用合金钢气体导向管。

3. 价格低，免维修，免检测，免校验由于采用独特设计的氧化锆探头，具有投资成本低，用户不用维修，一般使用寿命达3—5年（根据具体的使用环境而定）一般情况5-6年后考虑换新探头。

4. 测氧快速反应氧化锆器件，实际反应时间少于100毫秒，探头设计对于氧气的反应时间为1-4秒看具体的测量方式和使用过滤器状况而定。

5. 安装简便探头用螺旋型安装方式，用户只要在所需安装的部位钻孔加装一固定螺母或法兰盘，将探头旋入即可, 然后与墙式安装的氧气分析仪用特定的电缆连接即可工作。当探头长度超过1米时，最好加装探头内安装固定装置。安装时最好有15-20度的顷角。

6. 独特的抗腐蚀性适用于各种恶劣环境，氧化锆探头具有独特的抗腐蚀性。

氧化锆探头检测方式

直插式氧化锆探头，直接检测气体中的氧含量。这种检测方式应用在被检测气氛温度在500-1150℃时（特殊结构还可以用于1400℃的高温），利用被测气氛的高温使氧化锆达到工作温度，不另外用加热器。金属材料在许多情况下要进行低温保护气氛热处理，在球化退火工艺中，有一种是采用氮气加丙烷，为了保持一定的炉压，要通入适量的氮气和丙烷常量，炉体上安装武汉华敏低温氧探头，并在线测量炉内气氛，实现炉内的碳势控制。

导流式氧探头：利用一根长导流管将被测气体导入氧化锆检测室，然后加热元件把氧化锆加热到工作温度（700℃以上）。氧化锆一般采用管状，电极采用多孔铂电极。因此不受检测气体温度的影响，通过采用不同的导流管可以检测各种温度气体中的氧含量。

参比气是氧化锆氧探头正常工作的基本要素。传感器工作时，必须始终有正确的参比气供应，没有参比气碳势传感器将不能正常工作。供应传感器的参比气建议使用新鲜干燥的空气，参比气流量应控制在100-600毫升／分钟。参比气中不能含有水分，否则会使碳势传感器失效。

新装或更换氧化锆探头时的碳势值修正。利用氧化锆氧探头检测炉气碳势实际是一种间接测量碳势的方式。根据武汉华敏的研究发现，实际检测的还是炉内的氧含量和温度，而炉内的氧含量和碳浓度在一定的温度下存在一定的化学平衡关系，因此，通过测量氧电势和温度电势来推算出碳势。