氧探頭工作的原理：在氧化鋯電解質(ZrO2管)的兩側面分別燒結上多孔鉑（Pt）電極，在一定溫度下，當電解質兩側氧濃度不同時，高濃度側(空氣)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e）結合形成氧離子O2-，使該電極帶正電，O2-離子通過電解質中的氧離子空位遷移到低氧濃度側的Pt電極上放出電子，轉化成氧分子，使該電極帶負電。

        氧傳感器使用時，引入被測氣體的方式有直插式和擴散式兩種。直插式響應時間短，不需要加熱器，結構簡單，小型輕便，但要求同時檢測被測氣體的溫度。擴散式由于氧探頭的溫度由加熱器控制，因此測量精度高，工作可靠，但響應時間取決于氣體的流量。

        當氧探頭應用于工業鍋爐和加熱爐上的時候，引入被測氣體的方式有直插式和采樣檢測式兩種。直插式響應時間短，不需要加熱器，結構簡單，小型輕便，但要求同時檢測被測氣體的溫度。采樣檢測式由于氧探頭的溫度由加熱器控制，因此測量精度高，工作可靠，但響應時間取決于氣體的流量。直插式氧分析器已廣泛應用在鍋爐和加熱爐的煙氣含氧量的測定，作此用途的氧探頭多采用管狀結構，此管可以兩端開口，也可以單端開口，目前市場出現zui多的是后一種。

        正確分析氧探頭的故障，就要了解氧探頭的檢測機理和在整個碳控系統中的作用。
氧探頭直接檢測的實際上是爐內氣氛的氧電勢，再利用化學平衡原理和滲碳的基本原理，通過碳控儀推算出爐氣的碳勢。爐氣的碳勢和許多因素有關，當碳控儀上顯示的碳勢值不對時并不一定代表氧探頭故障。應該結合爐子和碳控儀的工作情況綜合分析。

        在分析氧探頭的好壞時應將其視為一個單獨的檢測部件。在檢測氧探頭的氧電勢時應把與氧探頭連接的所有導線斷開，用高內阻的數字表在氧探頭的輸出端直接檢測氧電勢。通過檢測氧電勢，與正常使用時的數值相比較，并通過做定碳片來確定氧探頭工作是否正常。