氧探頭利用氧化鋯陶瓷作為敏感元件，在高溫下（通常超過650℃）通過氧化鋯內外兩側不同的氧濃度產生的氧電勢來測量被測部位的氧含量。這種測量方法基于能斯特方程，可以精確計算出被測氣體的氧分壓和氧電勢的關系。

在熱處理過程中，氧探頭的應用范圍非常廣泛，包括各類金屬熱處理爐、真空爐、實驗爐、材料退火爐、陶瓷窯爐等。它不僅適用于滲碳爐，還適用于其他需要控制氣氛的工業加熱裝置，如冶金、電力、水泥等行業。

氧探頭的主要作用是：

1. 監測和控制碳勢：通過測量爐內的氧含量，間接確定碳勢，從而保證工件的滲碳質量。
2. 提高產品質量：由于氧探頭能夠實時監測并調整爐內氣氛，使得產品在熱處理過程中能夠達到預期的質量標準。
3. 延長使用壽命：現代氧探頭設計考慮了高溫環境下的穩定性與可靠性，外護管采用耐高溫材料，確保其在高溫環境下長期穩定工作。
4. 節能降耗：通過精確控制氧含量，減少不必要的氧化或還原反應，從而節約能源。

此外，氧探頭的安裝和維護也非常重要。為了延長其使用壽命，建議預埋瓷套管以保護探頭，并定期進行校準和維護。在使用過程中，還需注意避免鋅蒸發對探頭外部電ji品質的影響。