CEMS主要由氣態污染物監測子系統、顆粒物監測子系統、煙氣參數監測子系統和數據采集處理與通訊子系統組成。其中每個系統都有其不同的作用，氣態污染物監測系統主要是用來監測如二氧化硫、氮氧化合物等污染類氣體的排放量，顆粒物監測系統則主要是監測煙塵類污染物的濃度與排放量，煙氣參數監測子系統主要是測量煙氣的溫度、壓力、濕度等數據，最后的數據采集處理與通訊系統則是將適時收集并生成各項數據傳輸到有關部門。可以說CEMS是一類非常看重技術的監測產品。而一般根據取樣方式的不同，CEMS還可以分為直接測量、遙感測量和抽取式測量這三種技術。

一般煙氣的采樣方法是分抽取發和非抽取法兩種，而抽取法又分了直接抽取法與稀釋抽取法。一般在進行對二氧化硫氣體進行監測時可使用紫外熒光法與非分散紅外發和紫外吸收法。其中紫外熒光法適用于稀釋抽取法，這種方法靈敏度高、選擇性好。而非分散紅外法和紫外吸收法則適用于未稀釋的高濃度樣品，這種方法的優勢是簡便可靠。

對煙塵的連續監測方法一般使用光學法與β射線法。光學法也就是光學不透明法，這種技術是采用等速采樣稱重法來測出煙塵質量濃度,再與同時測得的光學不透明度建立起一個函數關系,一般為線性關系。這種監測技術的量程寬，可以連續實時在線監測，然而這種技術的監測精度不好，只能監測較大的煙塵顆粒。β射線法的原理是β射線在透過物質時強度會被衰減，而其衰減強度剛好和物質的質量成正比。這種監測方法可以直接測量出煙塵的質量與密度而不受樣品的顏色大小或原子量的影響，且與重量的相關性較好，不過這種技術比較容易受干擾，煙氣中的水汽或其他氣體都會成為干擾源，而且也不適合在惡劣環境下長期在線監測。

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