手持式野外EXO水質多參數測量儀主要采用離子選擇電極測量法來實現精確檢測的。儀器上的電極：PH、氟、鈉、鉀、鈣、鎂、和參比電極。每個電極都有一離子選擇膜，會與被測樣本中相應的離子產生反應，膜是一離子交換器，與離子電荷發(fā)生反應而改變了膜電勢，就可檢測液，樣本和膜間的電勢。膜兩邊被檢測的兩個電勢差值會產生電流，樣本，參考電極，參考電極液構成“回路”一邊，膜,內部電極液，內部電極為另一邊。
 

　　內部電極液和樣本間的離子濃度差會在工作電極的膜兩邊產生電化學電壓，電壓通過高傳導性的內部電極引到到放大器，參考電極同樣引到放大器的地點。通過檢測一個精確的已知離子濃度的標準溶液獲得定標曲線，從而檢測樣本中的離子濃度。
 

　　溶液中被測離子接觸電極時，在離子選擇電極基質的含水層內發(fā)生離子遷移。遷移的離子的電荷改變存在著電勢，因而使膜面間的電位發(fā)生變化，在測量電極與參比電極間產生一個電位差。
 

　　手持式野外EXO水質多參數測量儀的工作原理
 

　　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(fā)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。麥該廠采用了COS4型溶氧傳感器和COM252型溶氧變送器。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(Dalton)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。
 

　　向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：O2+2H2O+4e-®4OH-。電化學當量的氯化銀沉淀在反電極上(電子不足)：4Ag+4Cl-®4AgCl+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pH測量電極(左)和參比電極(右)的結構三電極COS溶氧傳感器結構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分鐘后達到測量值的90%，9分鐘后達到測量值的99%；流速要求為0.5cm/s。