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日本Motoyama直插式氧化鋯氧傳感器:750–1400 ℃工業爐內氧分壓在線測量
發布時間: 2025-11-12 點擊次數: 22次在陶瓷燒結、滲碳淬火、玻纖池窯等高溫工序中,爐內氧分壓(PO?)直接決定產品色澤、強度及能耗水平。日本Motoyama(本鄉電裝)推出的直插式氧化鋯氧傳感器,將鋯池、熱電偶與保護管集成于一體,可在 750–1400 ℃煙道或爐膛內連續運行,無需采樣、無需參比氣泵,以 ±5 mV 以內的電動勢精度實時輸出氧電勢,成為高溫熱處理行業氧含量在線測控的核心利器。
一、一體直插結構:爐壁開孔即可測,免采樣零滯后
傳感器采用 Φ12–25 mm 整體氧化鋯固體電解質管,外側燒結多孔鉑電極,內側以空氣自參比,省略了傳統抽氣泵與參比氣管。保護管選用 Inconel 600 或剛玉-鉬復合材質,可插入 600、800、900 mm 乃至 950 mm 定制長度,直接抵達爐內均溫區,響應時間 T??<3 s,消除取樣管冷凝、吸附造成的測量滯后。
二、750–1400 ℃寬溫域:陶瓷燒成、滲碳、玻纖池窯全場景
陶瓷輥道窯:1050 ℃下控制 PO?=10?? atm,抑制 Fe²?→Fe³?變色,成品白度提升 2 度;
滲碳爐:880 ℃配合 CO?2C+O?反應,通過氧電勢實時計算碳勢(CP),精度 ±0.03 %C,替代露點儀,工藝周期縮短 15 %;
玻纖池窯:1250 ℃熔融玻璃液面上方維持 PO?≈10?? atm,降低鉑銠漏板氧化損耗 30 %,年省貴金屬 0.8 kg。
三、微量氧到高氧全量程:1 ppm–10²? atm PO?
依據能斯特方程 E=(RT/4F)·ln(PO?_ref/PO?_sam),傳感器在 750 ℃時 1 mV 對應約 2.4 倍 PO? 變化;儀表內置 0–1500 mV 線性化曲線,可覆蓋 1 ppm 至 10²? atm 的低氧段,滿足光亮熱處理、3D 打印金屬退火等苛刻工藝。
四、免維護長壽命:鋯池抗熱震,壽命≥36 個月
氧化鋯管采用 8 mol% Y?O? 全穩定立方相,抗熱震 ΔT>200 ℃;鉑電極外覆多孔 Al?O? 保護層,阻擋 SiO?、PbO 等揮發物中毒;現場實測在 1200 ℃陶瓷窯連續運行 30 個月,電動勢漂移 <3 mV,無需標定補償。
五、智能變送與互聯
輸出:氧電勢 0–1500 mV + R 型熱電勢,隔離 4–20 mA 與 RS-485 (Modbus RTU);
校準:出廠附帶 8 %O? 標準氣體驗證數據,現場僅需單點空氣(20.6 %O?)30 s 完成校準;
診斷:鋯池阻抗實時監測,阻抗 >50 kΩ 自動報警,提示更換,避免突發性斷偶失效。
結語
Motoyama 直插式氧化鋯氧傳感器以"免采樣、寬溫域、高鋯池壽命"三大優勢,為 750–1400 ℃工業爐提供毫秒級氧分壓在線測控手段,從陶瓷、金屬到玻璃,助力熱處理向低能耗、高良率、數字化再邁一步。
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