水中的氧必須透過薄膜達到陰極的表面才能被電極還原。因此,氧在擴散到陰極表面需克服一些阻力,其中最為重要的是靠近薄膜的液膜阻力和薄膜本身的阻力。對原電池型的電極,非常重要的一點是主要阻力應落在薄膜上,即薄膜的阻力遠大于液膜阻力,這樣被測液體的流動引起的阻力的變化對氧擴散的影響可以減到最小。因此,從式(1)可以看出測氧實質上是測定氧的擴散速度。
IS = N FA (Pm/dm)P0
式中 IS為輸出電流,N 為氧被還原所得電子數,F為法拉第常數,A 為陰極表面積,Pm 塑料膜的擴散系數,dm為膜的厚度,P0為被測液體中的氧的分壓。
基于這一原理,原電池型電極在測量粘稠的發酵液中的DO時,應盡量使用厚一點的薄膜,這樣可使液膜阻力的變化,從而輸出電流的波動小一些。對極譜型電極,則流體運動對電極的輸出沒有影響。