美国MMI氧探头 检测工业炉内碳氧含量 抗积碳

一、MMI氧探头概述

马拉松（Marathon）MMI系列氧探头是工业热处理领域广泛应用的氧化锆基氧分压检测传感器，主要用于可控气氛热处理炉中检测炉气的氧含量，进而计算得到炉气的碳势，实现渗碳、碳氮共渗等工艺的jing准控制。

相比传统的红外碳势分析装置，MMI氧探头具备响应速度快、测量jing度高、安装便捷、成本低廉的优势，是当前热处理行业氧势测量的主流设备之一。

二、he心工作原理

MMI氧探头基于氧化锆固体电解质的氧离子导电特性实现氧分压检测，he心原理如下：

1. 氧化锆晶体在高温（通常600℃以上）下会成为氧离子导体，当氧化锆管内外两侧的氧分压存在差异时，氧离子会从氧分压高的一侧向氧分压低的一侧迁移，在氧化锆两侧形成稳定的浓差电势。

2. MMI氧探头的内侧通常与大气（氧分压恒定，约为21kPa）接触，外侧接触被测炉气，根据能斯特方程可以得到浓差电势与两侧氧分压的关系：

$$E = \frac{RT}{4F}ln\frac{P_{O_2(参比)}}{P_{O_2(被测)}}$$

其中，$R$为气体常数，$T$为温度，$F$为法拉常数，$P_{O_2(参比)}$为参比端氧分压，$P_{O_2(被测)}$为被测炉气氧分压。

3. 根据铁碳相图的平衡关系，炉气的氧分压与碳势存在严格的对应关系，控制系统通过测量得到的氧电势即可计算出当前炉内的碳势，进而调整富化气的通入量，实现碳势的闭环控制。