1、電化學氧感測器

電化學氧感測器主要用於測量環境空氣中的氧含量。它們測量感測器內的化學反應，產生與氧氣水平成比例的電輸出。因為一些電化學感測器會產生自己的模擬電流，所以它們不需要供電，這使得它們可以用於測量氧氣電池驅動的水下潛水和手持個人安全裝置。例如呼氣分析儀、呼吸感測器和血糖感測器。

更換氧感測器就感測器的優點而言，電化學感測器因其較低的功率要求、較低的檢測限以及通常較少受到干擾氣體的直接影響而受到追捧。它們也是最便宜的感測器。

電化學氧感測器面臨的一個挑戰是，它們依賴於與溫度相關的化學過程。大多數電化學感測器的輸出在很大程度上依賴於溫度補償，以在廣泛的環境條件下提供可靠的讀數。

電化學氧感測器的另一個挑戰是，隨著時間的推移，化學反應停止、壽命終止，通常在1到3年之間，這取決於感測器的設計。將它們儲存在無氧環境中並不會延長感測器的使用壽命。隨著感測器老化，它需要頻繁的再校準，並且不如其他感測器那麼精準。

然而，由於其堅固的設計、低成本和無功耗的電化學感測器被用於許多裝置。

醫療呼吸機。Oksidyne 電化學氧氣感測器OKS-1。監控麻醉，重症監護，培養箱，一般氧氣監測儀中的氧氣分壓。

2. 光學氧感測器

光學氧感測器是基於氧的熒光猝滅原理。它們依靠光源、光探測器和對光起反應的發光材料。在許多領域，基於發光的氧感測器正在取代克拉克電極。

分子氧淬滅熒光的原理早已為人所知。一些分子或化合物在光照下會發出熒光(即發出光能)。

然而，如果氧分子存在，光能轉移到氧分子導致熒光減少。透過使用已知的光源，檢測到的光能量與樣品中氧分子的數量成反比。因此，檢測到的熒光越少，樣品氣體中必須存在的氧分子就越多。

在某些感測器中，熒光在已知的時間間隔內被探測兩次。不是測量總熒光，而是測量隨時間的發光下降(即熒光猝滅)。這種基於衰減的時間方法允許更簡單的感測器設計。

LOX-02是一種利用氧的熒光猝滅來測量環境氧含量的感測器。雖然它與傳統的電化學感測器有著相同的體積，但它不吸收氧氣，而且它的優勢是壽命更長。

3. 氧化鋯氧感測器

SST氧氣感測器的核心部位為感測元件 (圖3-1)，它由兩個氧化鋯(ZrO2)方塊組成，表面塗有一層通透的薄鉑，用作電極。鉑電極為所測氧氣提供必要的催化劑用以離解，使氧離子能穿進和穿出氧化鋯。

第一個氧化鋯方塊作為電化學氧氣泵工作，排空或重新壓縮密封腔體。基於可逆DC恆定電流源的方向，氧離子會從泵盤的一端電極流向另一端電極，這樣反過來又會改變氧氣濃度，進而改變腔體內的氧氣壓力（P2）。由於泵過程受控，所以腔體內的壓力總比腔體外的環境壓力低。圖3-4所示為感測元件的電氣連線。

經過第二個氧化鋯方塊的氧氣壓差將生成一個能斯特電壓，電壓大小與兩種氧氣離子濃度比例的自然對數成正比。由於腔體內的壓力（P2）總保持低於腔體外的壓力（P1），所以感應端的電壓相對於共用端的電壓總為正。

SST的氧化鋯氧測量感測器系統使用這種技術來測量煙道氣、燃燒控制系統、煤炭、石油、天然氣、生物質和氧氣生成系統中的氧含量。

氧化鋯氧測量感測器系統的另一個特點是，它位於感測器的核心，一個小的鋯基元素，不需要參考氣體。當氧氣與其他氣體混合時，它們也能保持準確性。

氧化鋯感測器的缺點是氧化過程需要較高的溫度，因此在實驗中感測器會改變樣品的氣體溫度。高溫也意味著它需要大量的功耗，所以氧化鋯氧感測器不用於電池操作或手持裝置。此外，氧化鋯感測器在ppm或ppb感測器精度要求的地方是不行的。