সঠিক সনাক্তকরণের জন্য জলের গুণমান বিশ্লেষক প্রাথমিকভাবে আয়ন-নির্বাচিত ইলেক্ট্রোড পরিমাপ নিযুক্ত করে। যন্ত্রটিতে পিএইচ, ফ্লোরাইড, সোডিয়াম, পটাসিয়াম, ক্যালসিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম এবং একটি রেফারেন্স ইলেক্ট্রোডের জন্য ইলেক্ট্রোড অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। প্রতিটি ইলেক্ট্রোডে একটি আয়ন-নির্বাচিত ঝিল্লি থাকে যা নমুনার সংশ্লিষ্ট আয়নগুলির সাথে বিক্রিয়া করে। ঝিল্লি একটি আয়ন এক্সচেঞ্জার হিসাবে কাজ করে; আয়নিক চার্জের সাথে প্রতিক্রিয়া ঝিল্লির সম্ভাব্যতাকে পরিবর্তন করে, যার ফলে সমাধান, নমুনা এবং ঝিল্লির মধ্যে সম্ভাব্যতা সনাক্ত করা যায়। ঝিল্লির দুটি সনাক্ত করা পক্ষের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য একটি কারেন্ট তৈরি করে। নমুনা, রেফারেন্স ইলেক্ট্রোড এবং রেফারেন্স ইলেক্ট্রোড দ্রবণ একটি "লুপ" গঠন করে, যখন ঝিল্লি, অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোড দ্রবণ এবং অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোড অন্যটি গঠন করে।
অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোড দ্রবণ এবং নমুনার মধ্যে আয়ন ঘনত্বের পার্থক্য কার্যকারী ইলেক্ট্রোডের ঝিল্লি জুড়ে একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ভোল্টেজ তৈরি করে। এই ভোল্টেজটি অত্যন্ত পরিবাহী অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোডের মাধ্যমে পরিবর্ধককে প্রেরণ করা হয় এবং একইভাবে, রেফারেন্স ইলেক্ট্রোডটিও অ্যামপ্লিফায়ারের সাথে সংযুক্ত থাকে। একটি ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা একটি সুনির্দিষ্ট পরিচিত আয়ন ঘনত্ব সহ একটি আদর্শ সমাধান পরিমাপ করে প্রাপ্ত হয়, যার ফলে নমুনায় আয়ন ঘনত্ব নির্ধারণ করা হয়।
যখন দ্রবণের বিশ্লেষক আয়নগুলি ইলেক্ট্রোডের সংস্পর্শে আসে, তখন আয়ন স্থানান্তর ঘটে আয়ন-নির্বাচিত ইলেক্ট্রোড ম্যাট্রিক্সের জলজভূমির মধ্যে। স্থানান্তরিত আয়নগুলির চার্জের পরিবর্তন একটি সম্ভাব্যতা তৈরি করে, যার ফলে ঝিল্লি পৃষ্ঠের মধ্যে সম্ভাব্যতার পরিবর্তন ঘটায়, পরিমাপক ইলেক্ট্রোড এবং রেফারেন্স ইলেক্ট্রোডের মধ্যে একটি সম্ভাব্য পার্থক্য তৈরি করে।
