變壓器油色譜分析儀在工作時需通一種載氣（常用H2、He、N2、Ar氣，作為流動相），載氣自氣瓶（或氣體發生器）通過減壓器流出，經過氣體凈化處理后，從儀器背后的載氣入口接頭進入儀器，先后經過穩壓閥、三通接頭、針閥、壓力表、以穩定的流速進入汽化室（進樣器系統）。
液體試樣用微量進樣器注入汽化室后汽化成氣體樣品，隨載氣進入色譜柱。填充色譜柱中的填充物或毛細柱內壁涂有的高分子有機化合物即為固定相，被分析的混合物各組份就在兩相中進行反復多次的分配或根據填充吸附劑對各組份的吸附能力的差別進行分離。
被分離開來的各組分以次流入檢測器，其濃度被轉換為響應的電信號直接或經電子學處理后，通過二次訊號記錄儀表或色譜數據處理機記錄下來，從而可以對混合物中各組份進行定性定量分析。在使用氫火焰離子化檢測器時，除通過載氣外，還須通入燃氣（H2）和助燃氣（Air）。
變壓器油色譜分析儀可對氣體、液體、固體樣品不同的要求，配備不同的進樣裝置：平面六通定體積氣體進樣閥、微量進樣器。
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