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在線氧氣分析儀利用氧化還原電池的原理進行微量氧分析，它的傳感器（檢測器）是化學原電池，主要由一個陰極，一個陽極和電解液組成，以上部件密封于惰性的殼中，被測氣體中的氧進入電池中陰極附近O2得到電子，陽極由金屬鉛制成，失去電子本身被氧化，電池產生的電子由電路引出然后進行補償修正放大，即可測出被測氣體中的氧含量。
工業上氧含量的分析基本分為常量氧、微量氧和氧純度分析。常量氧一般要求的測量范圍0-100%，微量氧一般要求的測量范圍0-10000ppm。氧純度分析一般要求的測量范圍98.00%-100.00%。
在線氧氣分析儀的選型需要考慮背景氣體的干擾問題：
已知氧氣分析儀與磁力機械式氧分析儀存在背景氣體的干擾問題。若背景氣體中含有較大量的NO氣體和NO2氣體等磁化率較高的氣體時，不適合選用這兩種儀表。應用氧化鋯分析儀時，若被測氣體中含有H2、CO等還原性氣體時，會發生還原反應消耗氧氣，影響儀表測量值較實際偏低。這些干擾在常量氧檢測時有時不太明顯，但在檢測微量氧含量時，必須注意這些問題。
如制氮裝置的高純氮產品中的氧含量要求最多不應超過1×10-5，用氧化鋯氧分儀檢測，必須考慮除去氮氣中的H2、CO等還原性氣體。如空分裝置曾有一臺氧化鋯分析儀，檢測氮氣中的氧含量，工藝過程中氧含量一般大約在4×10-6，儀表經校驗投用之后檢測結果總是負值，后來在樣品氣進表之前加裝了一只還原性氣體濾除器，問題得以解決。
再如對某催化反應器頂部的氧含量進行檢測，選用的熱磁式氧分析儀，起初催化劑再生采用富氧再生工藝，氧含量在3%-5%左右，儀表運行正常。后來催化劑再生改為采用貧氧再生工藝，氧含量控制在1%以下，這時背景氣體中含有的反磁性氣體的影響就顯現出來了，氧量過小時，儀表測量結果有時為負。
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