溶氧分析儀的工作原理如下：
水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對于使用活化污泥的生物處理廠來說，了解曝氣池和氧化溝的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，會促進除厭氧微生物以外的生物活動，因而能去除揮發性物質和易于自然氧化的離子，使污水得到凈化。
測定氧含量主要有三種方法:自動比色分析和化學分析測量，順磁法測量，電化學法測量。水中溶氧量一般采用電化學法測量。氧能溶于水，溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高，水溶解氧的能力就越大，其關系由亨利(Henry)定律和道爾頓(Dal ton)定律確定，亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。
以COS4氧量測量傳感器為例，其中的電極由陰極(常用金和鉑制成)和帶電流的反電極(銀)、無電流的參比電極(銀)組成，電極浸沒在電解質如KCl、 KOH中，傳感器有隔膜覆蓋，隔膜將電極和電解質與被測量的液體分開,因此保護了傳感器,既能防止電解質逸出,又可防止外來物質的侵入而導致污染和毒化。
相反電極和陰極之間施加極化電壓，假如測量元件浸入在有溶解氧的水中，氧會通過隔膜擴散，出現在陰極上(電子過剩)的氧分子就會被還原成氫氧根離子:
02+2H20+4e-R 40H- 。
電化學當量的氯化銀沉淀在反電極上(電子不足) : 4Ag+4C1-R 4AgC1+4e-。對 于每個氧分子，陰極放出4個電子，反電極接受電子，形成電流，電流的大小與被測同污水的氧分壓成正比，該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號被送入變送器，利用傳感器中存儲的含氧量和氧分壓、溫度之間的關系曲線計算出水中的含氧量，然后轉化成標準信號輸出。參比電極的功能是確定陰極電位。COS4溶氧傳感器的響應時間為:3分鐘后達到最終測量值的90%，9分鐘后達到最終測量值的99%;最di流速要求為0.5cm/s。
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