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熱導式氣體分析儀是通過測量混合氣體熱導率的變化量來實現分析被測組分濃度的。由于氣體的熱導率很小，而它的變化量則更小，所以很難用直接的方法準確地測量處理。工業上多采用間接的方法，即通過熱導檢測器（又稱熱導池），把混合氣體熱導率的變化轉化為熱敏元件電阻的變化，電阻值的變化時比較容易精確測量出來的。這樣，通過對熱敏元件電阻的測量便可得知混合氣體熱導率的變化量，進而分析出被測組分的濃度。

把一根電阻率較大的而且溫度系數也較大的電阻絲，張緊懸吊在一個熱導性能良好的圓筒形金屬殼體的中心，在殼體的兩端有氣體的進出口，圓筒內充滿待測氣體，電阻絲上通以恒定的電流加熱。

由于電阻絲通過的電流是恒定的，電阻上單位時間內所產生的熱量也是定值。當待測樣品氣體以緩慢的速度通過池室時，電阻絲上的熱量將會由氣體以熱傳導的方式傳給池壁。當氣體的傳導率與電流在電阻絲上的發熱率相等時（這種狀態稱為熱平衡），電阻絲的溫度就會穩定在某一個數值上，這個平衡的溫度決定了電阻絲的阻值。如果混合氣體中待測組分的濃度發生變化，混合氣體的熱導率也隨之變化，氣體的導熱速率和電阻絲的平衡溫度也將隨之變化，最終導致電阻絲的阻值產生相應變化，從而實現了氣體導熱率與電阻絲阻值直接變化量的轉換。設想熱導池的池壁溫度恒定不變，如果氣體的導熱率越大，其傳熱速率也就越快，達到熱平衡時電阻絲的溫度就越低，如果電阻絲具有正的電阻溫度系數，那么他的阻值就越小，反之亦然。