電化學(xué)氧傳感器（氧電池）工作原理
所有的氧氣傳感器都是自身供電，有限擴(kuò)散，其金屬-空氣型電池由空氣陰極，陽(yáng)極和電解液組成。
采用密封的燃料池氧傳感器是當(dāng)前國(guó)際上的測(cè)氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構(gòu)成，浸沒(méi)在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽(yáng)極鉛被氧化。進(jìn)入傳感器的氧氣的流速取決于傳感器頂部的毛細(xì)微孔的大小。當(dāng)氧氣到達(dá)工作電極時(shí)，它立刻被還原釋放出氫氧根離子：
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
這些氫氧根離子通過(guò)電解質(zhì)到達(dá)陽(yáng)極（鉛），與鉛發(fā)生氧化反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的金屬氧化物。
2Pb + 4OH- 2PbO + 2H2O + 4e-
上述兩個(gè)反應(yīng)發(fā)生生成電流，電流大小相應(yīng)地取決于氧氣反應(yīng)速度（法拉第定律），可外接一只已知電阻來(lái)測(cè)量產(chǎn)生的電勢(shì)差，這樣就可以準(zhǔn)確測(cè)量出氧氣的濃度。電化學(xué)反應(yīng)中，鉛極參與到氧化反應(yīng)中，使得這些傳感器具有一定的使用期限，一旦所有可利用的鉛被氧化，傳感器將停止運(yùn)作。通常氧氣傳感器的使用壽命為1-2 年，但也可以通過(guò)增加陽(yáng)極鉛的含量或限制接觸陽(yáng)極的氧氣量來(lái)延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。
KOH溶液與外界有一層高分子薄膜隔開(kāi)，樣氣不直接進(jìn)入傳感器，因而溶液與鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過(guò)高分子薄膜擴(kuò)散到氧電極中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的電流決定于擴(kuò)散到氧電極的氧分子數(shù)，而氧的擴(kuò)散速率又正比于樣氣中的氧含量，這樣，該傳感器輸出信號(hào)大小只與樣氣中的氧含量相關(guān)，而與通過(guò)傳感器的氣體總量無(wú)關(guān)。通過(guò)外部電路的連接，反應(yīng)中的電荷轉(zhuǎn)移即電流的大小與參加反應(yīng)的氧成正比例關(guān)系。
采用此方法進(jìn)行測(cè)氧，可以不受被測(cè)氣體中還原性氣體的影響，免去了許多的樣氣處理系統(tǒng)。它比老式“金網(wǎng)-鉛”原電池測(cè)氧更快速，不需要漫長(zhǎng)的開(kāi)機(jī)吹除過(guò)程，“金網(wǎng)-鉛”原電池樣氣直接進(jìn)入溶液中，導(dǎo)致儀器的維護(hù)量很大，而燃料電池法樣氣不直接進(jìn)入溶液中，傳感器可以非常穩(wěn)定可靠的工作很長(zhǎng)時(shí)間。事實(shí)上， 燃料電池氧傳感器是免維護(hù)的。