调制的蓝光照到荧光物质上使其激发，并发出红光，由于氧分子可以带走能量（猝息效应），所以激发红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。采用与蓝光同步的红色光源作为参比，测量激发红光与参比光之间的相位差，并于内部标定值对比，从而计算出氧分子的浓度，经过一些处理，输出溶解氧。
碘量法测定步骤繁杂，不适合现场测定，检测时间相对较长。在水藻繁生的水体中，由于光合作用使放氧量增加，可能使水中的氧达到过饱和状态，此时用碘量法测定水中溶解氧比较困难，测定结果不够准确。
电极极谱法测定水中溶解氧步骤简单快捷，仪器价格相对较为低廉，属国家标准方法。但是随着氧气的消耗会在膜和电极上产生污垢，形成氧气梯度会降低反应速度。如果半透膜损坏，电解液容易被污染，会造成电池电势漂移，而漂移会被错误地显示为水样中溶解氧的浓度，因此需定期更换电解液及半透膜。
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