氧探頭在滲碳、碳氮共滲、保護氣氛無氧化加熱等熱處理工藝上的應用要比在工業爐、汽車上應用復雜得多，因為爐內的氣氛控制與氧探頭輸出的氧量信號沒有直接的數學關系。它是通過氧探頭測量出熱處理爐內氣氛中的氧量，再由熱處理爐內氣氛的化學平衡原理計算出對應的碳勢，達到監視或控制爐內的碳勢，這就要求在大量生產實踐的基礎上收集大量可靠的實驗數據，建立起與實際更接的數學模式。滲碳爐中氣氛碳勢的測量與控制，1950年前后主要用氯化鋰露點儀，1970年前后大多采用紅外線氣體分析儀。七十年代中期美國在熱處理行業引進氧探頭進行碳勢控制，并獲得巨大的成功。氧探頭直接插入爐內測量，具有結構簡單、響應速度快、精度高等優點，得以迅速在發達國家推廣使用。到八十年代中期，歐、美、日等都已全部改用氧探頭測量和控制碳勢。氧表
　　
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