氧分析仪广泛应用于电力、化工、钢铁等氧含量检测，而烟气中氧含量判断是作为确定锅炉系统中燃烧充分的依据，目前氧分析仪有磁氧分析仪、激光法氧分析仪、燃料电池法氧分析仪、氧化锆法氧分析仪等。氧化锆氧分析仪是目前主流，而目前应环保部门的要求，因燃料燃烧不充分产生SO2、NO2、CO等污染气体，相关工厂企业已经强制安装氧量分析仪，氧化锆氧量分析仪普及。在国内，一次能源消费占比在煤炭上依然较高，2010到2018年一直超过50%，而世界平均水平远低于30%的水平，国内对煤炭依赖程度高，对于煤炭能源加工工厂的环保监测依然占据很大需求。
1889年能斯特（Nernst）发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象，在 700℃左右的高温条件下，氧化锆是氧离子的良好导体。氧化锆锆池被加热到一定温度，锆池所产生的的电动势来表征被测气体百分比氧浓度。
氧化锆探头由锆池、加热元件、绝缘子、控制热电偶、过滤器、信号引线、高温密封管等组成。氧化锆锆池是顶针型感测元件，在封闭端安装有内电极和外电极，内电极暴露在进入锆池开口端的烟道气体中，外电极处有通过泵供应参比气体因此处于氧气含量20.95%的恒定分压下，锆池温度由加热器及控制热电偶恒定保持为700℃。氧化锆是一种当温度超过600℃时只传导氧离子的电解质，故而锆池电极输出端之间产生的电动势随着参比电极与策略电极之间的氧分压差比率以及氧化锆温度的变化而变化。依据能斯特方程，接触烟道气体的电极会随着烟气的氧含量影响氧分压变化导致锆池输出电动势的变化。氧化锆输出电动势随着氧含量的减小对数行地增加，从而满足低氧含量下具有高灵敏度测试要求。
