高温氧化锆分析仪是由氧化锆探头和变送器两部分组成，变送器是以新型ARM微处理器为核心组成的智能化仪器。其具备测量精度高、响应时间短、使用寿命长等特点，广泛用于工业锅炉、窑炉、加热炉及冶金、石化、发电等需用煤、油气等物质燃烧的炉膛及烟道气中氧含量的测量的领域。是基于固态电化学电池的原理。氧化钻夹层加热到600℃，氧离子会从相比较高浓度的一面迁移到低浓度的一面。该迁移自然在两端之间产生个电势差，可用于评估氧气的含量。
氧化锆（ZrO2）是一种固体电解质，具有离子导电特性。在常温下ZrO2是单斜晶体，当温度升高到1150℃时，晶体发生相变，由单斜晶体变为立方晶体，同时有不到十分之一的体积收缩。当温度下降时，又会发生反方向的相变而成为单斜晶体，因此氧化锆晶体是不稳定的。但在加入一定数量的氧化钙（CaO）或氧化忆（Y203）等其它三价稀土氧化物，并经过高温焙烧后，便形成稳定的莹石形立方晶体结构，其晶形不再随温度而变化。
而+2价的钙离子（Ca2+）或+3价的忆离子（Y3+）在进入ZrO2晶体后会置换出+4价的锆离子（Zr4+），从而在晶体中生成氧离子空穴，此空穴带正二价电荷，空穴的多少与掺杂量有关。当温度上升到数百摄氏度以上时，掺有氧化钙或氧化忆的氧化锆晶体便成为一种良好的氧离子导体，处于晶格点阵上的氧离子就可以通过晶格中的氧离子空穴而迁移。
高温氧化锆分析仪即为空气中一个氧分子夺取电极上四个电子而变成两个氧离子。氧离子在氧浓差电势的驱动下，通过氧化错传感器迁移到低氧侧电极上，留给该电极四个电子而复原为氧分子，电池处于平衡状态时，两电极间电势值E恒定不变。
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