常见的溶氧仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号，再经放大、调整(包括盐度、温度补偿)，由模数转换显示。
溶氧仪实用的膜电极有两种类型：极谱型(Polarography)和原电池型(GalvanicCell)。极谱型(Polarography)：电极中，由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5～1.5伏的
极化电压。有的极化电压为0.7伏。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面，在电极上发生如下反应。
阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ
同时，阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
在正常情况下，上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示：
i∞=nFA(Pm/L)Cs
式中：i∞-稳定状态的扩散电流
n-得失电子数
F-法拉第常数(96500库仑)
A-阴极表面积(平方厘米)
Pm-薄膜的渗透系数(厘米2/秒)
L-薄膜的厚度(厘米)
Cs-溶解氧浓度(ppm)
当电极结构和薄膜确定之后，式中A、Pm、L、n等均为常数。令K=nFA(Pm/L)，则上
式中：i∞=KCs。
因此可见，只要测得扩散电流i∞，即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响，各型号产品采用各自技术进行补偿。
原电池型(GalvanicCell)：当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时，产生下式反应。
银阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ
同时，铅阳极被氧化：2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O
即：氧在银阴极上被还原为氢氧根离子，并同时向外电路获得电子;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀，生成铅酸氢钾，同时向外电路输出电子。接通外电路之后，便有信号电流通过，其值与溶氧浓度成正比。
溶解氧测定仪故障处理
使用极谱式电极时，校正或测量前要预热至少15-30分钟。
为确保膜的电解液内没有气泡，ASI膜帽在设计上要求在装上膜头时要排除掉所有液腔内的空气。
膜表面上不能留有任何气泡，否则它会将气泡当作氧饱和样品进行读数。
即使使用的是带有自动温度补偿的仪表，也要在接近样品溶液的温度下校正电极。
电极应在空气中校正，以空气作为100%的饱和溶解氧标准点。
由于电极对氧的消耗，探头表面氧的浓度会瞬间降低，因此测量时要对溶液进行搅拌，这很重要。
如膜已破损则要进行更换。