氧氣(qì)監測(cè)儀有兩種主要工(gōng)作(zuò)原(yuán)理：原電(diàn)池型(xíng)和氧(yǎng)化鋯固體電(diàn)解(jiě)質型(xíng)。其(qí)他(tā)方(fāng)法(fǎ)包(bāo)括“磁性(xìng)類型(xíng)"和(hé)“可調諧波長半導(dǎo)體激光(guāng)光譜(pǔ)類(lèi)型(xíng)"。

1.原電(diàn)池類型(xíng)

它由(yóu)允許外界氧氣(qì)通過的(dí)樹脂膜(mó)
，金 (Au) 和(hé)鉛 (Pb) 電極以及(jí)電(diàn)解質（氫氧(yǎng)化(huà)鉀(jiǎ)水溶(róng)液）組(zǔ)成(chéng)。每個(gè)電(diàn)極上都會(huì)發(fā)生(shēng)以下(xià)反應。

陽極：Pb + 2OH - → Pb 2+ +H2O + 2e -

陰極(jí)：O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4H 2 O

陽極釋放(fàng)的電子到達(dá)陰(yīn)極
，從空氣中獲(huò)取的(dí)氧氣捕(bǔ)獲(huò)陽(yáng)極釋(shì)放(fàng)的(dí)電子(zǐ)。這(zhè)種(zhǒng)電(diàn)子流（電(diàn)流）與氧(yǎng)氣(qì)濃(nóng)度成(chéng)正(zhèng)比
，因此(cǐ)可以通過測量電流(liú)來測量氧(yǎng)氣(qì)濃度(dù)。該(gāi)反(fǎn)應是自(zì)發發(fā)生的
，因(yīn)此(cǐ)不需要電(diàn)源(yuán)來驅(qū)動(dòng)傳(chuán)感(gǎn)器。

2.氧(yǎng)化鋯(gào)固體電解(jiě)質(zhì)法

該方法使用氧化鋯電池(chí)
，利(lì)用(yòng)氧化鋯(gào)在500°C或更(gēng)高的高(gāo)溫下表現(xiàn)出固(gù)體電解(jiě)質特性的事實(shí)。氧化(huà)鋯含(hán)有(yǒu)負(fù)氧(yǎng)離(lí)子(zǐ)（O 2 − ）的特性(xìng)
，允許離(lí)子從高氧(yǎng)濃度的氣體（大氣(qì)中(zhōng)）傳導到低氧濃(nóng)度(dù)的氣氛（例(lì)如工業爐內(nèi)） 。

通(tōng)過(guò)該(gāi)離子(zǐ)的傳導產生(shēng)電位差
，在高(gāo)O 2濃(nóng)度側(cè)和(hé)低O 2濃度側設置電(diàn)極(jí)
，產生電動(dòng)勢(shì)。這(zhè)種關(guān)係(xì)就(jiù)像(xiàng)電(diàn)池的(dí)正(zhèng)極(jí)和負極一樣。

O 2高濃(nóng)度側：O 2 + 4e - → 2O 2 -

O 2低濃(nóng)度側：2O 2 - → O 2 + 4e -

由於電極之(zhī)間產(chǎn)生的(dí)電動勢(shì)遵循能斯特(tè)方(fāng)程(chéng)（見下文(wén)）
，因此(cǐ)可以確(què)定每(měi)個電(diàn)極處的氧分壓(yā)。

E= (RT/4F) ·ln (PA/PB)

（R：氣體(tǐ)常數
，T：溫度
，F：法(fǎ)拉第(dì)常數
，PA：高(gāo)濃(nóng)度(dù)側(cè)氧分壓(yā)（大氣中）
，PB：低濃度側氧分壓(yā)）

溫度通過附(fù)在氧化(huà)鋯上的(dí)熱(rè)電(diàn)偶測量。另外
，在(zài)約(yuē)400℃以下的(dí)氣氛(fēn)下(xià)
，通過(guò)取(qǔ)樣(yàng)管將目(mù)標(biāo)氣體(tǐ)導入裝置內(nèi)
，使(shǐ)用鉑加(jiā)熱器等(děng)將氧化(huà)鋯(gào)池(chí)加(jiā)熱至(zhì)規定(dìng)溫度（取樣(yàng)法(fǎ)）。這是因(yīn)為為了使氧(yǎng)化(huà)鋯發(fā)揮(huī)固(gù)體電解質的(dí)作用
，需(xū)要500℃以(yǐ)上的溫度。