测量烟气污染物排放必须测量氧气实际浓度，以便能够将排放浓度折算。氧的测量方法主要有：氧化锆分析仪、顺磁氧分析仪、化学电池。

氧化锆氧量分析仪通常有直接测量法，即测量探头在烟道中。还有烟道抽取式，即采样探头插入烟道，测量池安装在烟道上离烟道一定距离的分析一中（需要样品输送管路）。

氧化锆分析仪测量O2依据的原理：在电解质中，由于化学电位不同，电流将在电解质或含有不同浓度的化合物种类的气体之间流动。典型的测量池中，ZrO2作为电解质和高温催化剂，产生氧离子。池的两侧，焙烧上一层铂，形成烟气一侧的电极和与含有O2参考气体（通常为空气）接触的参考电极。池的温度必须加热到约600℃。

颗粒物监测子系统主要对烟气中的烟尘浊度进行监测，并通过试验标定转换为烟气浓度参数。气态污染物监测子系统主要对烟气中SO2、NOx、CO、CO2的浓度进行监测，常见的分析原理为红外吸收法（或紫外吸收法）。烟气排放参数监测子系统主要测试烟气温度、流速、压力、湿度、氧量等参数，通过流速可以得出烟气流量，同时根据烟气温度、压力、湿度得出标准干烟气量，通过氧量将浓度换算为规定过剩空气系数下的浓度。系统控制子系统主要对反吹、采样进行控制，数据采集处理子系统对信号采集、进行数据处理并生成报表等。气源为系统提供反吹气体，电源为系统提供相应电压等级的电能，通讯系统进行模/数转换及数据通信等。

CEMS系统的运行可分为三个部分，系统的启动、运行和停机。在系统启动之前，应该对采样探头和伴热采样线进行加热处理，当达到温度要求后，在开启电源启动系统。对伴热采样线先行加热，是为了防止在低温状态下，湿气引起的腐蚀对机器造成损坏或者是因为样气含湿而影响到监测数据的精度，如果烟气的含湿量太多的话，其进入到监测仪器中，将会对仪器造成损坏。在系统正常运行后，应该根据实际情况对系统进行适当的调整。在向锅炉中投料的时候会产生大量的烟尘，所以这时应该将采样装置切换到反吹状态防止烟尘的进入。在不同的季节，温度也不同，所以应该根据温度的变化来对伴热线的温控系统进行调整。在系统停机阶段，不应该直接将电源关闭，而是应该按照正常的关机程序来执行。首先要将采样系统中的气路排空，用压缩空气将管线内的残余气体清除干净，然后将气路的入口关闭，后在关闭系统的电源。对系统中的反吹系统，应该根据实际的运行情况对镜片进行清洗或者是停运