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在线溶氧仪的溶氧电极用一薄膜将铂阴极， 银阳极，以及电解质与外界隔开，一般情况下阴极几乎是和这层膜直接接触的。氧以和其分压成正比的比率透过膜扩散，氧分压越大，透过膜的氧就越多。当溶解氧不断地透过膜渗入腔体，在阴极上还原而产生电流，此电流在仪表上显示出来。由于此电流和溶氧浓度直接成正比，因此校正仪表只需将测得的电流转换为浓度单位即可。

溶氧电极可以用来测量现场或实验室内被测样品水溶液内的溶氧含量。由于溶解氧是水的质量的主要指标之一，因此溶氧电极可广泛用于各种场合下的溶氧含量的测量，尤其是养殖水、光合作用和呼吸作用及现场测量。在对溪水和湖水支持生物存活的能力进行评估时，要进行生化需氧量测试(BOD)在消耗氧气的含有有机物的样品水溶液变腐时对其进行测量并确定溶氧浓度和样品水溶液温度之间的关系。