燃料电池是一种通过使燃料气体和氧化剂气体发生电化学反应而将燃料的化学能转化为电能的发电装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。
另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，当样气中的氧进入燃料电池后，将获取电子转换成离子态，再通过电解质的传递最终与阳极发生化学反应。反应物之一是样气中的氧，另一反应物是存储在电池中的阳极，综合反应是样气中的氧分子和阳极发生氧化反应，最终生成阳极材料的氧化物。这种反应类似于燃料电池的反应机理，因此称此类传感器为燃料电池式。在化学反应中，阳、阳极之间发生电子迁移，如用导线将共连接，将会有电流产生，该电流的大小与进入传感器中的氧分子数量成正比关系，因此只要准确测量出阳、阳极之问的电流便可得出样气中的氧含量。
燃料电池式氧气体分析仪的核心部件是传感器。传感器是一种将化学能转换成电能的装置，一般由阴极、阳极和电解质等组成。燃料电池式氧气体分析仪的使用较为广泛，既可用于测量微量氧，也可用于测量常量氧(区别在于渗透膜的厚度）。但在测量常量氧时其测量精度和长期使用的稳定性均不如磁式微量氧气体分析仪，只适用于要求不高的场所。但在测量微量氧时，燃料电池式微量氧气体分析仪则具有较大优势，测量下限可达 0.1 ×10-6，而磁式氧分析仪的测量下限一般为 0.1%。因此燃料电池式微量氧气体分析仪一般应用于专业的高纯气体生产以及对氧含量需精准控制的电子生产厂家等。
事实上， 燃料电池氧传感器是完全免维护的。但是在使用过程中，需要经常校准，确保其测试的准确性工采网推荐美国AII 微量氧气燃料电池传感器 - PSR-12-223。这种先进的电流型氧传感器在严格的应用程序下提供优良的稳定性和准确性。所有传感器都经过极其广泛的稳定性测试。分析工业公司提供的氧气传感器。
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