微量氧分析儀的原理主要有化學電池法、原電池法、燃料電池法、赫茲電池法和濃差電池法。要檢測的氧氣先通過一個小的毛細口傳感器，然后通過一個疏水膜擴散進入，到達電極表面。傳感器的結構設計保證會有適量的氣體進入與感應電極反應產生足夠的電信號，并同時防止電解液泄漏出傳感器。通過疏水膜擴散進入傳感器里的氣體在感應電極發生氧化/還原反應，電極間連接一個電阻，這樣，陰極和陽極間會產生一個與氧濃度成正比的電流。通過檢測這個電流，就反應出氣體中的氧濃度。
使用應注意以下幾點：
1、取樣分析的時候考慮溫度的因素
即使在常溫下也有可能出現凝露，特別是在大氣壓驟降時，極有可能出現溫度降低而出現冷凝現象，因氧溶于水的性質，出現凝露時也會影響測量精度 。
因此為防止樣氣中的凝露，造成對微量氧的溶解吸收，應根據現場工況情況對取樣管線采取絕熱保溫或伴熱保溫措施。檢測液氮中的微量氧時，尤其要注意加溫措施，不然，由于氧沸點低于氮沸點13度，樣品氣不均勻氣化，會使測量值嚴重偏低。
2、微量氧分析儀取樣管材質的選擇
管線材質以銅管或不銹鋼管為佳，管線內壁要求光滑，次選聚四氟乙烯管。切勿使用橡膠管、乳膠管等管線，這些材質的管線氣密性和抗滲透性比不銹鋼管差，在微量氧測量的標準下會導致誤差較大。
管線一般選用6mm或1/4IN或者選用3mm或1/8IN，總之，優先選不銹鋼管或銅管，保證內壁光滑潔凈。總之對于微量級（1PPMV）氧分析，優先選內壁拋光的不銹鋼管銅管。
3、樣氣中不能含有腐蝕性氣體
樣氣中不能含有油類、固體顆粒物粉塵等，會引起傳感器滲透膜阻塞。樣氣也不能有硫化物、磷化物、酸性氣體、堿性氣體等腐蝕性成分存在。當樣氣中存在雜質及可能導致微量氧分析儀傳感器損壞的氣體時，必須經過預處理，達到檢測條件后才能進入儀器進行檢測。
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