便携式气体报警仪通常由采样单元、传感器、信号处理放大单元、逻辑运算及判断单元、报警单元。传感器是报警仪的核心部件，它将外界的温度、压力、流量、液位和浓度等各类信号转换电信号，信号处理放大单元对电信号处理后输出给逻辑运算及判断单元，该单元的比较运算结果输出给报警单元，报警单元根据预先设定，发出相应的信号，告知人们危险的程度。

矿山（特别是煤矿）行业是最早认识到需要监测作业场所危险气体的行业，由于矿山生产的特点，相对密闭矿井中的气体组分复杂多变，除了主要危险气体瓦斯外，还可能出现一氧化碳、硫化氢等危险气体，同时又有缺氧窒息的潜在危险。在这种情况下，1815年英国化学家发明了瓦斯环境中使用的安全矿灯，不仅可以安全照明，同时可以帮助矿工判断瓦斯、氧气浓度是否正常。

便携式气体报警仪常见检测原理分别为：①催化燃烧（可燃气体）；②电化学（有毒气体如硫化氢、一氧化碳等）；③红外（可燃气体、有毒气体）；④光离子化（可燃气体、有毒气体）；⑤半导体（可燃气体、有毒气体）等。便携式气体报警仪按监测气体可以分为：①可燃气体报警仪。又可细分为广谱型、甲烷、氢气可燃气体报警仪。②有毒气体报警仪。包括硫化氢、一氧化碳、氨气、氯气、二氧化硫、硫醇、二氧化碳等几十种报警仪。③氧气报警器。④复合气体报警仪。如可以同时检测硫化氢、一氧化碳、可燃气体和氧气的报警仪。

采用催化燃烧式气体传感器，主要由检测元件，补偿元件，固定电阻R₁、R₂及可变电阻W构成检测桥路。当空气中无可燃性气体时，桥路输出为零；当空气中含有可燃性气体扩散（或抽吸）到检测元件时，由于催化作用产生无焰燃烧，使检测元件温度升高，电阻增大，使桥路失去平衡，从而有电压信号输出，这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比。信号经放大，模数转换，通过指针或液晶显示器显示可燃气体的浓度。

其主要特点有：①适合检测广谱的易燃气体；②需依靠足够的氧气，在低氧或富氧环境下对检测数据及仪器本身会有一定影响；③有些化学物质会消除催化剂的活性，导致传感器丧失敏感性并最终对目标气体完全无反应，导致传感器中毒最常见的化学物质有硫化物、硅化物、氯化物等；④传感器抑制剂，灭火器中使用的卤化合物及制冷剂中使用的氟利昂之类的化学物质会抑制催化燃烧传感器，并导致传感器暂时丧失功能。

多数有毒气体报警仪采用电化学式传感器作为敏感元件。电化学气体传感器，主要包括电极、电解液和结构部件。电极包括工作电极、对电极和参比电极。待测气体在电极上发生氧化还原反应，反应产生的电流与被分析气体的浓度成正比，因此可以定量检测气体浓度。参比电极不参与氧化或还原反应，使工作电极保持一个稳定的电位，由于需要控制工作电极电位，因此必须有一个能够控制电极电位的恒电位电路与之相匹配。电解液提供了一个离子迁移的环境，作为传感器电极之间的导体。由于电极在电解液环境中发生氧化还原反应，因此电解液会影响传感器的灵敏度。结构部件包括扩散孔、壳体、防尘膜等。气体需要通过毛细管扩散孔才能到达工作电极，故孔径的大小对气体的扩散速率有一定的影响。

是一个密封容器（金属的或塑料的容器），它里面包含有两个电极：阴极是涂有活性催化剂的一片聚四氟乙烯（PTFE），阳极是一个铅块。密封容器只在顶部有一个毛细微孔，允许氧气通过进入工作电极。两个电极通过集电器被连接到传感器表面突出的两个引脚，而传感器通过这两个触角被连接到所应用的设备上。传感器内充满电解质溶液，使不同离子得以在电极之间交换。进入传感器的氧气流速取决于传感器顶部的毛细微孔大小。当氧气到达工作电极时，它立刻被还原释放出氢氧根离子。这些氢氧根离子通过电解质到达阳极（铅），与铅发生氧化反应，生成对应的金属氧化物。电流大小取决于氧气反应速率（法拉第定律），可外接一只已知电阻来测量产生的电信号，由此可以准确测量出氧气浓度。

铅极的氧化反应中，一旦所有可利用的铅完全被氧化，传感器将停止运作。通常此类氧气传感器的使用寿命为1～2年，但也可以通过增加阳极铅的含量或限制接触阳极氧气量来延长传感器的使用寿命。

气体检测报警仪的发展应用越来越广泛，随着新材料和计算机、信息技术的飞速发展，气体泄漏检测技术有了长足的进步。开路式激光气体检测仪是一种类似与开路式红外检测仪表的产品，由发射端与接收端组成。与开路式红外检测仪表不同的是，它采用的是增强的激光二极管频谱技术。在极为狭窄（典型为0.05纳米）的频谱上扫描激光吸收的能量波形，并采用“谐波指纹”的技术，与待检测气体被激光吸收后的能量波形比对，以此判断是否存在被检测气体，以及相应的浓度值。随着无线传输技术的快速发展，结合传统气体传感器在石化行业应用的基础，气体传感器网络化集成应用已成为气体检测领域的新趋势，可实现生产现场可燃和有毒有害气体分布式、网络化实时监测，并通过手机APP和云服务的方式提供安全管理业务推送。微机电系统气体传感器相对于传统的检测手段，具有体积小、灵敏度高、响应快、易于阵列集成等多方面优势。在可穿戴设备集成方面发展迅猛，应用主要集中在环境监测。随着纳米技术和石墨烯技术的迅猛发展，为开发快速、灵敏的特定气体组分的紧凑型气体传感器开辟了新道路。利用一维纳米材料构筑化学微型传感器已经成为制备气敏材料的热点，结合导电高分子/无机一维纳米复合材料制成的网络状结构的透明薄膜的优势，可实现在柔性基底上的高透明性、高稳定性、导电性可调、便携、隐身伪装的薄膜器件，具有弯曲、质轻、成本低、稳定、透明等特点。可基于此制备成低功耗、微型化、可穿戴式的气体传感器。