碳王作為美國馬拉松公司的分公司，Carbon king是美國馬拉松公司推出的新型系列氧探頭。產(chǎn)品已經(jīng)過美國熱處理設(shè)備用戶的檢驗。在高溫下，氧離子遷移（濃差驅(qū)動力），氧化鋯成為氧離子的良好導(dǎo)體。氧氣分子在內(nèi)壁電 （高氧側(cè)）被還原成氧離子并進入氧化鋯晶格：O₂ (gas) + 4e⁻ → 2O²⁻ (ZrO₂)

這些氧離子在氧化鋯內(nèi)部遷移，透過固態(tài)電解質(zhì)到達外壁電 （低氧側(cè)）。在外壁電 上，氧離子被氧化回氧氣分子并釋放電子：2O²⁻ (ZrO₂) → O₂ (gas) + 4e⁻

上述過程導(dǎo)致內(nèi)電 失去電子帶正電，外電 獲得電子帶負電，產(chǎn)生電勢差（電動勢 - EMF）。這就形成了一個原電池，產(chǎn)生一個開路電勢差。

這個電勢差的大小由能斯特方程決定：

EMF (mV) = (RT)/(4F) * ln(P_ref / P_sample)

R：理想氣體常數(shù)（8.314 J/mol·K）

T：氧化鋯的絕對溫度（工作溫度，由熱電偶測量，單位：K）

F：法拉第常數(shù)（96485 C/mol）

ln：自然對數(shù)

P_ref：參比氣氧分壓（常數(shù)，已知）

P_sample：被測氣氛氧分壓（需要測量）

直接輸出的測量結(jié)果推導(dǎo)：氧探頭及其變送器測量并輸出兩個關(guān)鍵信號：EMF（單位：mV）鋯管溫度 T（單位：°C 或 K）計算氧分壓：使用能斯特方程反推被測氣體/環(huán)境中的氧分壓P_sample：P_sample = P_ref / exp(EMF * 4F / (RT))