De kernfunctie van een zuurstofanalysator is het detecteren en kwantificeren van het zuurstofaandeel in een gasmonster. Er zijn verschillende technologische benaderingen om dit doel te bereiken, elk met zijn specifieke toepassingen en voordelen.
Eén veel voorkomende technologie is gebaseerd op het elektrochemische principe. Deze sensoren bevatten een elektrolytoplossing en twee of meer elektroden. Wanneer het gasmonster in de sensor diffundeert, ondergaat zuurstof een chemische reactie op het elektrodeoppervlak, waardoor een elektrisch signaal wordt gegenereerd dat evenredig is aan de zuurstofconcentratie. Instrumenten die op dit principe zijn gebaseerd, zijn doorgaans eenvoudig van structuur en relatief goedkoop, waardoor ze geschikt zijn voor draagbare apparaten en online monitoring op lange termijn-. Het elektrolyt kan echter opgebruikt zijn, waardoor de sensor een beperkte levensduur heeft en periodiek vervangen moet worden.
Een ander veelgebruikt principe is paramagnetisme. Zuurstofmoleculen zijn paramagnetisch, wat betekent dat ze worden aangetrokken door een magnetisch veld. Paramagnetische analysatoren bepalen de zuurstofconcentratie door de kracht te meten die op het gas wordt uitgeoefend in een niet-uniform magnetisch veld. Deze instrumenten hebben een snelle responstijd, een hoge nauwkeurigheid en worden niet beïnvloed door andere componenten in het achtergrondgas, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor het meten van zeer-zuivere zuurstof of als hoofdcomponent in complexe gasmengsels. Hun structuur is echter relatief complex en hun prijs is meestal hoger dan die van elektrochemische sensoren.
Op zirkoniumoxide-gebaseerde vaste- elektrolytsensoren zijn ook een belangrijke technologie. Ze werken bij hoge temperaturen en het zirkoniumoxidemateriaal laat zuurstofionen door. De sensor staat aan weerszijden in contact met een referentiegas en het monstergas. Het verschil in partiële zuurstofdruk genereert een elektromotorische kracht, die een duidelijke relatie heeft met de zuurstofconcentratie. Deze technologie is zeer geschikt voor omgevingen met hoge- temperaturen, zoals het bewaken van de verbrandingsefficiëntie in ketels en ovens, en is bestand tegen zware bedrijfsomstandigheden.
Optische principes, zoals afstembare diodelaserabsorptiespectroscopie (TDLAS), worden ook steeds populairder. Deze methode analyseert de concentratie door de mate te meten waarin een laser van een specifieke golflengte wordt geabsorbeerd door zuurstofmoleculen. Deze methode is contactloos, reageert extreem snel en vereist vrijwel geen onderhoud, maar de initiële apparatuurkosten zijn hoger.
De keuze van het analyserprincipe hangt af van de specifieke toepassingsvereisten, waaronder het te meten zuurstofconcentratiebereik, nauwkeurigheidseisen, reactiesnelheid, omgevingsomstandigheden en budgetbeperkingen.