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铅铋共晶合金(LBE)因具有良好的热物理和化学性质等而成为加速器驱动次临界系统散裂靶和冷却剂的候选材料,但LBE与结构材料的相容性、氧化物杂质生成而堵塞管道等是制约其在核能系统中应用的一些关键问题。已有研究显示,LBE中的溶解氧浓度要控制在Fe304(?)PbO生成之间的特定范围内。对氧浓度的准确测量是对其精确控制的前提,因而氧传感器是近年来LBE相关领域研究热点之一。基于这一研究背景,本文开展了氧传感器的研制工作,并对氧传感器信号的准确性、响应性和稳定性等性能特征进行了实验研究,主要研究内容与结果如下：1.根据原电池原理,借鉴同类氧传感器的研究经验,先后提出了法兰式接口和卡套式接口氧传感器两个结构设计方案,以氧化钇稳定氧化锆(YSZ)为固体电解质,组装了系列Bi/Bi2O3和Pt/air参比电极氧传感器以作为后续的实验研究对象。通过设计改进,卡套式方案具备组装工艺简单、结构紧凑和尺寸可调范围大等特点。2.在静态氧饱和LBE中进行了氧传感器的校准实验,结果表明温度高于400℃后传感器的输出电动势(EMF)与理论值趋于一致,绝对误差在4-5mV范围内；互校实验结果表明,分别根据两个实验氧传感器的EMF计算得出的氧浓度在随温度变化的过程中相互一致；校准及互校实验结果说明氧传感器信号的准确性能良好。在信号准确性影响因素分析中,首次提出了由环流电流引起的LBE中氧迁移模型,以解释不同参比电极氧传感器在LBE中的不同浸没深度对传感器测量结果准确性的影响；在本实验所采用的特定气体流量范围内,气体扰动对氧传感器信号的准确性影响较小。3.分别开展了氧传感器随铅铋温度、注入气体组分变化的信号响应性测试,结果显示传感器随上述条件的变化均有较快的响应性。在信号响应性影响因素分析中,观察到起始变化的LBE温度越高、传感器响应越快的现象；首次开展了不同YSZ管壁厚实验,且在本实验参数下,随着YSZ管壁厚增大,在升温过程中观察到响应时间延长的现象,在降温过程中温度的变化速率快,与温度变化对响应性的影响相比,不同壁厚YSZ管中的氧迁移时间对响应性的影响不明显。4.Bi/Bi2O3和Pt/air氧传感器在静态氧饱和LBE中均显示出了较好的信号稳定性；以卡尔斯鲁厄理工学院的氧传感器为参考,目前自主研制的Pt/air氧传感器在动态LBE回路中稳定可靠工作时间超过100h。另外,共存相参比电极与外界的密封性将会影响参比体系的化学平衡,进而对氧传感器的正常稳定工作产生影响。SEM和EDX结果显示YSZ在480℃、流速0.3m/s、氧浓度10-6wt%的LBE中600h的稳定性较好。综上,本文开展了高温液态铅铋合金氧传感器的设计研制及性能实验研究,获得了相关性能数据并得出了一些规律,可以为氧传感器的深入研究及未来铅基冷却反应堆用氧测控技术的开发提供一定的理论依据和数据支持。