La función principal de un analizador de oxígeno es detectar y cuantificar la proporción de oxígeno en una muestra de gas. Existen varios enfoques tecnológicos para lograr este objetivo, cada uno con sus aplicaciones y ventajas específicas.
Una tecnología común se basa en el principio electroquímico. Estos sensores contienen una solución electrolítica y dos o más electrodos. Cuando la muestra de gas se difunde en el sensor, el oxígeno sufre una reacción química en la superficie del electrodo, generando una señal eléctrica proporcional a la concentración de oxígeno. Los instrumentos basados en este principio suelen tener una estructura simple y relativamente económicos, lo que los hace adecuados para dispositivos portátiles y monitoreo en línea-a largo plazo. Sin embargo, el electrolito puede consumirse, por lo que el sensor tiene una vida útil limitada y requiere reemplazo periódico.
Otro principio muy utilizado es el paramagnetismo. Las moléculas de oxígeno son paramagnéticas, lo que significa que son atraídas por un campo magnético. Los analizadores paramagnéticos determinan la concentración de oxígeno midiendo la fuerza ejercida sobre el gas en un campo magnético no-uniforme. Estos instrumentos tienen un tiempo de respuesta rápido, alta precisión y no se ven afectados por otros componentes en el gas de fondo, lo que los hace particularmente adecuados para medir oxígeno de alta-pureza o como componente principal en mezclas de gases complejas. Sin embargo, su estructura es relativamente compleja y su precio suele ser más elevado que el de los sensores electroquímicos.
Los sensores de electrolitos de estado sólido-a base de circonio-también son una tecnología importante. Operan a altas temperaturas y el material de circonio permite el paso de iones de oxígeno. El sensor está en contacto con un gas de referencia y con el gas de muestra en lados opuestos. La diferencia en la presión parcial del oxígeno genera una fuerza electromotriz, que tiene una relación definida con la concentración de oxígeno. Esta tecnología es muy adecuada para entornos de alta-temperatura, como el monitoreo de la eficiencia de la combustión en calderas y hornos, y puede soportar condiciones operativas duras.
Los principios ópticos, como la espectroscopia de absorción de láser de diodo sintonizable (TDLAS), también se están volviendo cada vez más populares. Este método analiza la concentración midiendo el grado en que las moléculas de oxígeno absorben un láser de una longitud de onda específica. Este método no-contacto, tiene una respuesta extremadamente rápida y casi no requiere mantenimiento, pero el costo inicial del equipo es mayor.
La elección del principio del analizador depende de los requisitos específicos de la aplicación, incluido el rango de concentración de oxígeno que se va a medir, los requisitos de precisión, la velocidad de respuesta, las condiciones ambientales y las limitaciones presupuestarias.