易普森（IPSEN）作為全球聞名的熱處理設備制造商，其氧探頭是可控氣氛熱處理工藝里的核心檢測元件，主要用于實時監測爐內氧活度（O₂分壓），并借助控制系統將其轉化為碳勢（Carb勢）或氮勢，從而實現對爐內氣氛的精確調控，保障熱處理產品質量的一致性。
1. 基本作用
在滲碳、碳氮共滲、回火等可控氣氛熱處理工藝中，爐內碳勢（即氣氛對鋼件表面的滲碳能力）直接決定了零件的滲層深度、硬度、組織性能等關鍵指標。易普森氧探頭通過測量爐內氧活度，結合溫度、一氧化碳（CO）濃度等參數，計算出當前碳勢，為控制系統調整燃氣（如丙烷）、空氣或富化劑的輸入量提供依據，確保碳勢穩定在工藝要求的范圍內。
2. 工作原理
易普森氧探頭采用氧化鋯（ZrO₂）固體電解質傳感器，其核心原理如下：
· 氧化鋯陶瓷在高溫（通常＞600℃，適配熱處理爐的工作溫度）條件下具有離子導電性，當探頭兩側（內側為參比氣，如空氣；外側為爐內氣氛）的氧分壓不同時，會產生電動勢（依據能斯特方程計算）。
· 電動勢信號傳輸至控制系統，結合爐溫、CO濃度等參數，計算出碳勢值（如C%），進而實現閉環控制。
3. 技術特點（易普森氧探頭的優勢）
· 高精度：碳勢測量誤差≤±0.01%（對于滲碳工藝極為關鍵），確保零件滲層深度的一致性。
· 快速響應：響應時間＜5秒（部分型號＜2秒），能夠及時捕捉爐內氣氛變化，避免碳勢波動。
· 長壽命：采用抗污染涂層（如氧化鋁或氧化鎂），有效抵御爐內碳黑、油霧、金屬粉塵的附著，使用壽命可達12 - 24個月（取決于使用環境）。
· 高可靠性：原廠設計與易普森熱處理爐（如RQ系列連續滲碳爐、TQ系列箱式回火爐）的控制系統完全兼容，避免了第三方配件的兼容性問題。
· 智能功能：部分型號具備自我診斷（如探頭老化、接線松動報警）和數據存儲功能，方便維護人員跟蹤探頭狀態。
4. 應用場景
易普森氧探頭主要集成于其可控氣氛熱處理設備中，適用于以下工藝：
· 滲碳（如汽車齒輪、傳動軸的滲碳處理）：控制爐內碳勢在0.8 - 1.2%C之間，確保零件表面具有高硬度、心部具備韌性。
· 碳氮共滲（如緊固件、模具的處理）：同時滲入碳和氮，提高零件的耐磨、抗疲勞性能。
· 回火（如淬火后零件的回火）：控制爐內氣氛的氧化性，防止零件表面脫碳。
5. 維護要點
為保證氧探頭的性能，需定期進行以下維護：
· 校準：每3 - 6個月用標準氣體（如5%CO + 95%N₂，或已知碳勢的氣氛）進行校準，確保測量精度。
· 清理：每1 - 2個月用專用工具（如鋼絲刷或砂紙）清理探頭表面的積碳（注意避免損傷氧化鋯陶瓷）。
· 檢查：定期檢查探頭接線是否松動、陶瓷管是否破裂（如有損壞需及時更換）。
· 更換：當探頭輸出信號漂移過大（如校準后仍無法滿足誤差要求）或響應時間延長時，需更換新探頭。
