待测气体中的氧气分子通过高选择性渗透的高分子薄膜逐步扩散至电池内部，并在阴极发生还原反应，同时阳极处的铅则经历氧化过程，这两者间的化学反应会生成一个与氧气浓度直接成比例的电流信号，通过对该电流信号的处理，即可得出氢气中氧气的浓度。

工作过程：

1. 待测气体（含有氧气的氢气）通过扩散膜进入传感器。

2. 气体中的氧气在工作电极表面发生电化学还原反应。

3. 这个反应会产生外部电流回路中可测量的电流，电流大小与到达工作电极的氧气速率（即氧气浓度）成正比。

4. 仪器通过测量这个微弱的电流，经过放大和校准，直接显示出氧气浓度。