国产氢探头产品介绍
一、需要它:从"事后检验"到"过程控制"
传统渗氮靠氨分解率间接控氮,用气泡瓶或试纸测,精度低、滞后大、无法自动闭环。而国标 GB/T 18177-2008《钢件的气体渗氮》明确给出了氮势定义:
Kn = P(NH₃) / P(H₂)^1.5
即氮势 = 氨分压 ÷ 氢分压的 1.5 次方。氢是氨分解的产物(NH₃ → [N] + 3/2 H₂),氢越多说明氨分解越彻底、氮势越低。所以只要测准氢分压,再结合氨分压或氨分解率,就能算出氮势。
纯氨气氛下还能直接用分解率 V 换算:Kn = (1-V) / (0.75V)^1.5。GB/T 32550-2016《精密气体渗氮热处理技术要求》附录 A 就给了完整的氮势-氨分解率对照表,附录 B 给出了控制白亮层的分段氮势推荐值。
二、三条技术路线
原理 | 机制 | 响应 | 优点 | 短板 |
|---|
MEMS 热导式(主流) | 氢的热导率远高于 N₂/NH₃,含氢气体更快带走加热丝热量 → 电阻变化 → 惠斯通电桥失衡输出信号 | ≤1s(T90) | 全固态、免维护、无需换电解液、耐 1100-1200℃、直插炉内 | 背景气体中若含 CO、CH₄ 等热导率接近氢的组分,精度显著下降 |
电化学式 | 电流与氢浓度线性相关 | 45-60s | 成本低,适合 ≤900℃ 工况 | 寿命约 12 个月,需定期校准换电解液 |
固体电解质型 | 高温下电解质只允许 H⁺ 导电,测氢分压差产生电势 | <8s | 无背景气体干扰,信号稳定 |


