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。
在進行微量氧分析時，由于空氣中氧含量高達21%，故而如果處理不當極易造成對樣品的污染和干擾，出現分析結果數據不正常。以下是測試過程中需要注意的各個方面。
1、泄漏
微量氧分析儀在初次啟用前必須嚴格檢漏。儀器只有在嚴密不漏的前提下,才能獲得準確數據結果。任何連接點，焊點，閥門等處的不嚴密，將會導致空氣中的氧反滲進入管道及儀器內部，從而得出含氧量偏高的結果。
2、污染
在重新使用儀器時，首先須注意在連接取樣管路時是否漏入空氣。并且必須認真將漏入空氣吹除干凈，盡量不使大量氧氣通過傳感器以延長傳感器壽命。在管道系統凈化過程中，為縮短凈化時間，需要有一定的方法，一般使用高壓放氣及小流量吹除交替進行可迅速凈化管道。
3、背景氣的干擾
如燃料電池式分析儀，不同的主背景氣，會影響分析結果。并且少量的氫氣也會對分析結果產生較大的影響。對于樣氣中含有微量酸性氣體的情況，只有特殊型式的分析儀才能排除于擾，防止傳感器中毒，給出正確分析數據。其他燃料電池式微量氧分析儀均不能用于酸性氣體分析。
4、氣路系統的簡化及潔凈
微量分析要求必須有效排除氣路上的各種管件，閥門，表頭等中的死角對樣氣造成的污染。因此，應盡可能簡化氣路系統，選用死角小的連接件等。并且，避免使用水封，油封及臘封等設備，防止溶解氧逸出造成污染，更需避免在樣氣引出至儀器進口的管線上增加易造成污染的凈化設備等。只有這樣才能保證系統潔凈，所得數據準確。
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