1、氧的存在形式：
氧是以化合态和游离态共存的，一般游离态很少，主要是以Fe2O3 、Fe3O4、FeO以及金属氧化物夹杂、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物的形式存在，仪器测试总氧含量，一般用T[O]表示。
2、氮的存在形式：
钢中一部分氮是呈金属氮化物或者碳氮化物的形态；如今特种合金钢中所加入的大多数元素，在适当条件下能形成氮化物。这些元素包括锰、铝、硼、铬、钒、钼、钛、钨、铌、钽、锆、硅和稀土等。考虑到许多氮化物形成元素具有几种简单的或者复杂的氮化物，此时钢中可能会形成多达70多种氮化物。另一部分的氮是以氮原子的形式固溶在钢中。极少数情况下，氮以分子形式夹杂于气泡中或者吸附在钢的表面。
3、氢的存在形式：
钢中氢是以氢原子的形式存在的，在高温时，两个氢原子很容易就形成一个氢分子。氢原子很活泼，自然放置状态就会形成氢分子缓慢释放。
三、钢铁中氧氮氢的来源：
1、氧的来源：
氧在各种炼钢炉冶炼终点时都以一定量存在钢水中，氧是生产过程中供给的，因为炼钢过程中首先是氧化过程,脱[P]、脱[S]、脱[Si]、脱[C]都需要向铁水供氧。但随着炼钢过程的进行，尽管工艺千变万化，可是炼钢炉内熔池中钢液的[C]、[O]的关系却有共同的规律性。即随着[C]的逐步降低， [O]却在逐步增高，[C]和[O]有着相互对应的平衡关系。
2、氮的来源：
氮气在炉气中的分压力很高，大气中氮的分压力大体保持在7.8Χ104Pa，因此钢中的氮主要是钢水裸露过程中吸入并溶解的。电炉炼钢，包括二次精炼的电弧加热，加速了气体的解离，故[N]含量偏高；平炉冶炼时间长增加了氮含量；转炉复吹控制不当，氮氩切换不及时也会增加氮的含量；铁合金、废钢铁和渣料中的氮也会随炉料带入钢水。
3、氢的来源：
氢气在炉气中的分压力很低，大气中氢的分压力为0.053Pa。因此钢中的氢主要由炉气中的水蒸汽的分压力来决定的。氢进入钢液的主要途径是：通过废钢表面的铁锈（xFeO•yFe3O4 •２H2O）；铁合金中的氢气；增碳剂、脱氧剂、覆盖剂、保温剂、遭渣剂（Ca(OH)2）、沥青和焦油中的水份；未烤干的钢包、中间包、中注管；钢锭模的喷涂料；结晶器渗水以及大气中的水份与钢水或炉渣作用而进入钢中。
四、氧氮氢的仪器测试原理：
1、氧的测定：
生产现场基本上都在使用红外测氧仪测定氧含量。样品由进样器掉进光谱纯石墨坩埚中，样品在高温坩埚中熔化，样品中的氧与热坩埚表面的碳起反应，绝大部分生成一氧化碳，极微量生成二氧化碳。由气泵将气体送入催化剂炉子，CO转换为 CO2，然后通过红外池检测CO2，经过电脑处理换算成氧的含量。
红外池检测原理，是根据某些气体能够吸收红外线，而每种气体只吸收红外线中特定波长，吸收光谱决定于气体分子中原子类型、结构和排列顺序。对于CO2只能吸收波长为4.24微米的红外线。检测过程示意图。
红外光源 ( 1 )，是通过电子加热，并且发出宽带红外光。光束被旋转的叶片( 切光器 )( 3 )，间断切断，产生交变光。切光马达 ( 2 )，是由石英振荡器控制。因此，红外光的切光频率是相当稳定的。红外光通过有样品气和载气混合气流通过的测量池 ( 10,11 )时，被吸收。 而红外光被吸收的强度与气体浓度有关，红外光束通过测量池后，经过滤光片( 6,9 )，只有红外光中窄带通过。所选择的中频带波长，是对气体测量呈最大吸收的波长，通过滤光片后，光束强度是根据红外池中气体浓度来决定的，最后红外光束照射到红外检测器 (7,8 )上，得到与光强成正比关系的电信号。
2、氮和氢的测定：
氮和氢一般都用热导池检测。我公司ONH-851氢的检测是先把氢转换成水蒸汽，用红外检测池检测水蒸汽的浓度，达到检测氢的目的。（红外检测法如上述。）
热导池，是通过测量热导率来检测热导变化的，而不是测量热传导吸收。它有一个很好的参比电阻，这个参比电阻是纯载气。
为了检测精度，要求检测气和载气的热导系数尽可能相差越大越好。热导系数跟气体的分子量有关。出于经济性和安全性考虑，根据下图中气体的热导系数，一般测氮时，用高纯氦气做载气；测氢时，用高纯氮气做载气。
测量池 ( 1 )中有两个通道，测量通道 ( 2 )通入分析气流，参比通道 ( 3 ) 通入纯载气。
每个通道有两个热敏电阻 ( 4 )，检测每个通道的热敏变化。热敏电阻连接在惠斯登电桥上，检测输出信号。信号通过放大器 ( 5 )， 传输到电子单元 ( 6 )，无需调节，自动回零。恒温的环境，保证测量池不受影响。
五、钢铁中氧氮氢含量的现状：
国内各钢厂家氧氮氢的含量根据牌号和用途不同，含量有些差距。因为涉及商业利益，暂不对国内各厂家具体数据详细介绍。但是钢的发展方向，是朝着“纯净钢”方向发展已经在行业内达成共识。
上世纪90年代“纯净钢”概念的出现，国外所谓的洁净钢（Clean-steel）或者纯净钢（Purity-steel），通常这种钢是指[C]、[P]、[S]、 [N]、T[O]、 [H]含量总和小于100ppm，对钢的纯净度要求上出现了质的飞跃。随着炼钢技术的不断提高，超纯净钢的概念也已经提出十年以上。
天禹智控的“红外煤气分析仪”（可定制）可以分析钢铁厂的气体及热值，有便携式、在线式和防爆式等类型的分析仪，分析仪采用进口NDIR非分光红外传感器，长寿命电化学传感器和苯基于MEMS的热导传感器，运用先进的数字处理技术，可同时在线测量煤气、生物燃气中六种气体的体积浓度，根据气体浓度值快速准确计算出相应的热值。
该分析仪可应用于钢铁、冶金、化工、煤气化领域工业煤气的成分及热值测量；新能源行业如生物裂解气等气体成分测量；高校科研院所各种燃烧试验的气体取样分析等。