氧探頭是利用氧化鋯陶瓷敏感元件來測量各類應用環(huán)境下的氧含量的，通過它以求實現(xiàn)工業(yè)加熱爐燃燒過程自動控制，以及熱處理可控氣氛爐對零件的質(zhì)量控制。
ZrOa 鋯頭的導電機制ZrO2是典型的離子晶體，ZrO2中添加的二價或三價立方對稱氧化物，CaO、如MgO、Y2O3和其它三價稀土氧化物時，在適當?shù)募訜岷屠鋮s條件下可以使 ZrO2在600℃以上時成為氧的快離子導體，人們稱它為固體電解質(zhì)。這種陶瓷材料對氧具有高度的敏感性，選擇性亦好，用它作成的氧探頭（又稱氧傳感器）廣泛應用于工業(yè)爐和環(huán)境保護。ZrO2固體電解質(zhì)是離子導電體，它是通過晶格內(nèi)的氧離子空位來實現(xiàn)導電的，鋯的導價金屬氧化物的加入在ZrO2 晶格中產(chǎn)生了大量的氧離子空位。每加入二個釔離子就建立一個氧離子空位，ZrO2的缺陷濃度主要決定于添加劑的加入量，而與溫度和環(huán)境氣氛無關。ZrO2 的離子導電就是通過 ZrO2 內(nèi)的氧離子的遷移來實現(xiàn)的。
氧傳感器的測氧原理：在氧化鋯電解質(zhì)(ZrO2管)的兩側面分別燒結上多孔鉑（Pt）電極，在一定溫度下，當電解質(zhì)兩側氧濃度不同時，高濃度側(II側Pref)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e） 結合形成氧離子O2-，使該電極帶正電，O2-離子通過電解質(zhì)中的氧離子空位遷移到低氧濃 度側（I側 Po2）的 Pt 電極上放出電子，轉化成氧分子，使該電極帶負電。兩個電極的反應式分別為：在 II 側（1）在I側（2）這樣在兩個電極間便產(chǎn)生了一定的電動勢，氧化鋯電解質(zhì)、Pt 電極及兩側不同氧濃度的氣體組成氧探頭即所謂氧化鋯濃差電池。這種電池電動勢產(chǎn)生的原動力是兩側電極上氧的化學位差。1933 年Wagner確立了原電池電動勢與兩側化學位之間的關系為：(3) 式中，n 為電極反應得失數(shù)，這里n=4e；F為法拉第常數(shù)；和分別為低氧濃度和高氧濃度側電極氧的化學位；t1為離子遷移數(shù)。如把氧氣看成理想氣體，則有(4)式中，為氧的標準化學位；R為氣體常數(shù)；T 為溫度，PO2 為氧分壓。假定t1，對（3）式積分并將（4）式代入，經(jīng)整理可得（5）此式即的能斯脫關系式。它是氧探頭測氧的基礎。在氧探頭中，高濃度側氣體用已知氧濃度（Pref）的氣體作為參比氣，如用空氣，則 Pref=20.6%。將此值及（5）式中的常數(shù)項合并。則得參比氣為空氣的能斯特公式E=0.0215Tln0.2095／PO2（6）可見，如能測出氧探頭的輸出電動勢E和被測氣體的溫度T，即可算出被測氣體的氧分壓（濃度）PO2。在實際應用中，通過檢測氣體的氧電勢及溫度，通過以能斯特公式為基礎的數(shù)學模型，就可以推算出被測氣體的氧含量（百分比）。這就是澤天傳感氧化鋯氧探頭的基本檢測原理。合資氧探頭規(guī)格600mm800mm1000mm1200mm
