Сенсор состоит из оптической кюветы, в которую помещены импульсный источник инфракрасного излучения (мини-лампа) и двухканальный пироэлектрический фотоприемник (ФП), в каждом канале которого установлен узкополосный светофильтр. Излучение от источника света проходит через оптическую кювету и попадает на узкополосные светофильтры, которые одновременно являются окнами каналов ФП. Канал ФП1 ( опорный канал фотоприемника) регистрирует интенсивность излучения Io в спектральной полосе с центром на длине волны λо. Это излучение не поглощается анализируемым газом. Канал фотоприемника ФП2 регистрирует интенсивность Ip квазимонохроматического излучения на центральной длине волны λр линии поглощения анализируемого газа. Если ширина полосы спектра пропускания Δλр светофильтра много меньше ширины линии спектра поглощения анализируемого газа, то согласно закону Ламберта-Бэра интенсивность света, падающего на ФП2 описывается выражением:

Ip= Io exp -[k(λp) C L]          (1),

где k(λp) – коэффициент поглощения на рабочей длине волны сенсора, С- концентрация газа, L- оптическая длина кюветы.

Тогда искомая концентрация газа равна:

С = - ln (Ip/Io) / k(λp) L          (2).

При использовании серийно выпускаемых двухканальных фотоприемников величина Δλр их светофильтров обычно превышает ширину линии поглощения анализируемого газа, поэтому значительная часть света попадает на ФП2 даже при больших значениях произведения СL, поэтому, строго говоря, соотношение (2) не может быть использовано и для определения концентрации газа применяется метод NDIR. В этом методе для определения С используется реальная зависимость С от (Ip/Io), полученная с привлечением эмпирических данных, например, используя калибровку сенсора при подаче на него нескольких известных концентраций газа.

Поскольку в каждом сенсоре характеристики источников и приемников излучения воспроизводятся с высокой точностью, то экспериментально полученная зависимость применима для всех образцов данного типа сенсора.