Esistono due principi di funzionamento comuni per gli analizzatori di gas di scarico: elettrochimico e a infrarossi. Gli analizzatori di gas di combustione portatili presenti sul mercato solitamente combinano questi due principi. Quella che segue è un'introduzione ai principi di funzionamento di questi due tipi di analizzatori di fumi:
Principio di funzionamento del sensore di gas elettrochimico: il gas da misurare, dopo la rimozione della polvere e la deumidificazione, entra nella camera del sensore e passa attraverso una membrana permeabile nella cella elettrolitica. Il gas diffuso e assorbito nell'elettrolita subisce un'elettrolisi potenziostatica ad un potenziale di ossidazione specificato. La concentrazione del gas è determinata in base alla corrente elettrolitica consumata.
Una cella cilindrica in plastica contiene un elettrodo di lavoro, un controelettrodo e un elettrodo di riferimento. Lo spazio tra gli elettrodi è riempito di elettrolita e nella parte superiore è sigillata una membrana porosa in PTFE. Un preamplificatore si collega agli elettrodi del sensore, applicando un certo potenziale tra gli elettrodi per mantenere il sensore in funzione. Il gas subisce reazioni di ossidazione o riduzione sull'elettrodo di lavoro all'interno dell'elettrolita e reazioni di riduzione o ossidazione sul controelettrodo. Il potenziale di equilibrio dell'elettrodo cambia e questo cambiamento è direttamente proporzionale alla concentrazione del gas. Può misurare gas come SO2, NO, NO2, CO e H2S, ma la sensibilità di questi sensori di gas varia. L'ordine di sensibilità da alto a basso è H2S, NO, NO2, SO2 e CO. Il tempo di risposta è generalmente compreso tra pochi secondi e decine di secondi, solitamente inferiore a 1 minuto; la loro durata varia da un minimo di sei mesi a un massimo di due o tre anni, mentre alcuni sensori di CO possono durare diversi anni.
Principio di funzionamento del sensore a infrarossi: questo metodo utilizza il principio secondo cui i diversi gas hanno caratteristiche di assorbimento specifiche per l'energia delle onde elettromagnetiche alle lunghezze d'onda degli infrarossi per analizzare la composizione e il contenuto del gas.
La radiazione infrarossa si riferisce generalmente alla radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda comprese tra 0,76 μm e 1000 μm. Le lunghezze d'onda degli infrarossi effettivamente utilizzate negli analizzatori di gas a infrarossi vanno da circa 1 a 50 μm.