磁动式测氧仪是一种良好的测量气体含氧量的设备。从氧气是顺磁性、氮气为抗磁性物质，且氧气的磁化率显著高于其它气体的特点出发，分析了磁动式测氧仪测量混合气体中氧气含量的原理，分析了充氮玻璃哑铃球系统在非均匀梯度磁场中的受力情况，报道了磁动式测氧仪的核心部件——铂丝哑铃球反射镜系统的设计方案，并介绍了其技术性能和实现方案。设计一个光学装置，有效地调节了铂丝哑铃球反射镜系统的质心平衡问题。实验结果表明，该系统的稳定性、灵敏度和转动阻尼等性能良好。

介绍常见气体磁化率，利用氧气顺磁性，且磁化率明显高于其它气体的物理特性，分析磁动式测量混合气体中氧气含量的方案。通过在非均匀磁场悬挂一对充氮玻璃小球构成测量池；采用光杠杆对哑铃球扭转的角度信号进行放大，由CCD对光点位置信号进行探测，以提高分析仪灵敏度和精度；由NO、NO2的磁化率特性分析这两种气体对分析仪的影响，说明测氧仪的应用环境。通过对CCD像元值随气体氧含量、温度变化规律的分析，得出分析仪的分辨率可达0．048％以上；CCD像元值随氧含量变化、随温度变化基本呈线性关系，数据处理后可使仪器有较高的精度。

对磁动式测氧仪的测量池、光路和数据采集系统进行了研究。从气体磁性推导出了哑铃球在非均匀梯度磁场中受到的转动力矩公式，给出测量池系统的设计方案，采用镀银刻蚀方案实现哑铃球系统的转动阻尼，分析了非均匀梯度磁场系统的技术要求。介绍线阵CCD光点位置探测光路和CCD数据采集与处理电路系统。为满足仪器定标、温度补偿和校正的需要，设置了五个功能按键，列表说明其功能。给出了仪器的校正方案和检测数据。实验结果表明：仪器在不同的温度点测量精度均可达0．2％以上，仪器的温度补偿性能、精度和稳定性达到了设计要求。