溶氧分析仪的工作原理如下：
水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说，了解曝气池和氧化沟的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，会促进除厌氧微生物以外的生物活动，因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子，使污水得到净化。
测定氧含量主要有三种方法:自动比色分析和化学分析测量，顺磁法测量，电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。氧能溶于水，溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高，水溶解氧的能力就越大，其关系由亨利(Henry)定律和道尔顿(Dal ton)定律确定，亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。
以COS4氧量测量传感器为例，其中的电极由阴极(常用金和铂制成)和带电流的反电极(银)、无电流的参比电极(银)组成，电极浸没在电解质如KCl、 KOH中，传感器有隔膜覆盖，隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。
相反电极和阴极之间施加极化电压，假如测量元件浸入在有溶解氧的水中，氧会通过隔膜扩散，出现在阴极上(电子过剩)的氧分子就会被还原成氢氧根离子:
02+2H20+4e-R 40H- 。
电化学当量的氯化银沉淀在反电极上(电子不足) : 4Ag+4C1-R 4AgC1+4e-。对 于每个氧分子，阴极放出4个电子，反电极接受电子，形成电流，电流的大小与被测同污水的氧分压成正比，该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送入变送器，利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量，然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。COS4溶氧传感器的响应时间为:3分钟后达到最终测量值的90%，9分钟后达到最终测量值的99%;最di流速要求为0.5cm/s。
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