เครื่องมือหลักในการกำหนดองค์ประกอบและความเข้มข้นของก๊าซคือเซ็นเซอร์ก๊าซ สารกึ่งตัวนำ การเผาไหม้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา การนำความร้อน ไฟฟ้าเคมี อินฟราเรด และโฟโตไอออนเป็นเพียงกลไกส่วนหนึ่งที่ทำให้เซ็นเซอร์ก๊าซทำงาน ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายของทฤษฎีการทำงานต่างๆ ของเซ็นเซอร์แก๊ส:
1. เซ็นเซอร์สำหรับก๊าซเซมิคอนดักเตอร์
ผลิตขึ้นโดยใช้วัสดุสารกึ่งตัวนำออกไซด์ของโลหะหลายชนิด และที่อุณหภูมิเฉพาะ ค่าการนำไฟฟ้าจะแปรผันตามองค์ประกอบของก๊าซที่อยู่รอบๆ
2. เซ็นเซอร์สำหรับก๊าซเผาไหม้ตัวเร่งปฏิกิริยา
บนพื้นผิวของตัวต้านทานแพลทินัม เซ็นเซอร์นี้มีไว้เพื่อเตรียมชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทนต่ออุณหภูมิสูง ก๊าซที่ติดไฟได้จะกระตุ้นการเผาไหม้บนพื้นผิวที่อุณหภูมิเฉพาะ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตัวต้านทานแพลทินัมและการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเป็นสิ่งที่จุดประกายการเผาไหม้ ความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้มีอิทธิพลต่อค่าการเปลี่ยนแปลง
3. เซ็นเซอร์วัดค่าการนำความร้อน
ค่าการนำความร้อนเฉพาะของก๊าซแต่ละชนิดจะแตกต่างกันไป องค์ประกอบของการนำความร้อนสามารถใช้เพื่อแยกความแตกต่างของส่วนประกอบของส่วนประกอบระหว่างก๊าซสองชนิดหรือมากกว่านั้น เมื่อค่าการนำความร้อนของพวกมันแตกต่างกันอย่างมาก
4. เซ็นเซอร์แก๊สโดยใช้ไฟฟ้าเคมี
ก๊าซไวไฟ เป็นพิษ และเป็นอันตรายสามารถถูกออกซิไดซ์ด้วยไฟฟ้าเคมีหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในระดับหนึ่ง ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถใช้เพื่อระบุชนิดของก๊าซและวัดความเข้มข้นของก๊าซ เซ็นเซอร์ก๊าซไฟฟ้าเคมีมีหลายประเภทย่อย
(1) เซ็นเซอร์ก๊าซชนิดเซลล์กัลวานิก (หรือที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ก๊าซชนิดเซลล์ Gavoni เซ็นเซอร์ก๊าซชนิดเซลล์เชื้อเพลิง และเซ็นเซอร์ก๊าซชนิดแบตเตอรี่ที่ใส่ใจ) ทำงานบนแนวคิดที่คล้ายกันกับเซลล์แห้ง อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรดแก๊สถูกใช้แทนอิเล็กโทรดคาร์บอนแมงกานีสของแบตเตอรี่ เซนเซอร์ตรวจจับก๊าซชนิดนี้มีขอบเขตการใช้งานที่จำกัดและมีข้อจำกัดมากมาย
(2) เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่มีศักยภาพเสถียรนั้นยอดเยี่ยมสำหรับการวัดก๊าซที่นำกลับมาใช้ใหม่ เซ็นเซอร์ประเภทแบตเตอรี่ดั้งเดิมมีหลักการทำงานแตกต่างจากเซ็นเซอร์นี้ ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเกิดขึ้นในขณะที่อยู่ภายใต้กระแสไฟฟ้าแรง ซึ่งทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ A ของแท้สำหรับการวิเคราะห์คูลอมบ์ เซ็นเซอร์นี้เป็นมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบก๊าซที่เป็นอันตรายและเป็นอันตราย
(3) เซ็นเซอร์แก๊สพร้อมแบตเตอรี่ความเข้มข้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นจะก่อตัวขึ้นอย่างมีสติระหว่างก๊าซที่กระตุ้นทางเคมีไฟฟ้าที่ด้านใดด้านหนึ่งของเซลล์ไฟฟ้าเคมี ความเข้มข้นของก๊าซมีผลต่อความแรงของแรงเคลื่อนไฟฟ้า เซ็นเซอร์ออกซิเจนที่พบในรถยนต์ทำหน้าที่เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของเซ็นเซอร์นี้ เซ็นเซอร์, เซ็นเซอร์อิเล็กโทรไลต์ของแข็งคาร์บอนไดออกไซด์
(4) ด้วยแนวคิดที่ว่ากระแสจำกัดในเซลล์ไฟฟ้าเคมีเชื่อมต่อกับความเข้มข้นของพาหะ จึงได้พัฒนาเซ็นเซอร์สำหรับวัดความเข้มข้นของออกซิเจน เซ็นเซอร์นี้ใช้สำหรับการตรวจสอบออกซิเจนของรถยนต์ ตลอดจนการวัดความเข้มข้นของออกซิเจนในเหล็กหลอมเหลว
5. เซ็นเซอร์อินฟราเรด
เป็นเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำซึ่งมีความเกี่ยวข้องในการวัดที่ดีมาก ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะตรวจจับไฮโดรคาร์บอนที่มีห่วงโซ่คาร์บอนต่ำและ CO2
6. เซ็นเซอร์โฟโตไอออน PID
มีแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลต และเครื่องตรวจจับสามารถระบุไอออนบวกและลบที่เกิดจากสารเคมีได้อย่างรวดเร็วเมื่อถูกกระตุ้น โมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนเมื่อดูดซับแสงยูวีพลังงานสูง อันเป็นผลมาจากการกระตุ้นนี้ โมเลกุลจะผลิตอิเล็กตรอนเชิงลบและสร้างไอออนบวก เครื่องตรวจจับจะขยายกระแสไฟฟ้าที่อนุภาคไอออไนซ์เหล่านี้ผลิตขึ้น ทำให้มิเตอร์สามารถแสดงระดับความเข้มข้นของ PMM ได้ ไอออนจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลอินทรีย์ดั้งเดิมทันทีหลังจากผ่านอิเล็กโทรด
