样气通过取样探杆进入到取样探头内，经过陶瓷滤芯过滤后，除去样气中的粉尘;取样探头通过加热器加热到120°C~150°C，防止样气在经过取样探头后，产生冷凝水。来自采样探头的样气经高温伴热管线，通过二级过滤器除尘，经过两级冷凝系统除水后直接进入气体检测仪内测量气体室，气体室放置于分析仪内，通过紫外光纤连接到紫外差分分析仪，实现对烟气的测量，最后通过采样泵将被测烟气排空;冷凝下来的水经排水系统排掉。由控制单元实现自动反吹、自动标定、制冷温度报警提示等功能，并显示系统的各种工作状态。
预处理系统中采用一级快速冷凝除水，确保气体组分不变。采用二级冷凝精细过滤，确保气体测量室不被污染，从而提高分析仪的使用寿命。所有探头、采样系统部件都采用耐腐蚀材料，其中，探头材质为特种耐酸不锈钢(316L)、过滤器材质为陶瓷、采样伴热管线为特别定制的中8聚四氟乙烯伴热管。采样伴热管线的长度为从分析机柜至采样点，采样伴热管线提供反吹通道，以满足系统反吹的需要。采用一体化采样伴热线包。加热采样线为电加热方式。加热采样线的加热套管中有温度传感器，由温度控制器控制并提供伴热温度报警信号输出。
烟气在线监测系统会进入校准状态进行自动调零，此时系统切换到反吹气路，调零阀打开，在分析仪内部采样泵的作用下，环境空气经过直接进入气体室，对气体室中残留的被测气体进行吹扫，从而实现调零，同时实现氧的量程校准;调零同时，系统控制反吹球阀开或关，实现对伴热管、探头过滤器的反吹。当设备运行一段时间后，系统将采样阀门切换到反吹气路，通过控制反吹电动球阀的开和关对采样探头进行脉冲式反吹，从而保证测量通道长时间使用不被堵塞。
当进行系统全程标定时，采样阀门切换到标定气路，标定电磁阀打开，标气经过伴热管线、冷凝器，进入气体室，从而实现系统标定。
包括采样探头、伴热管线、冷凝器、二级和三级精密过滤器。堵塞结果具体表现为采样流量偏低。如果整个采样系统堵塞,上述部件堵塞的可能性极高，具体判断哪个部件堵塞方法如下:由于采样探头和伴热管线一般都安装在烟道或者烟囱上面，距离地面较高，建议先应对分析机柜内部冷凝器，二级和三级精密过滤器进行检查。对机柜内部进行检查之前应当熟悉整个采样系统的气路流程以方便排查。一般而言烟气流经采样探头一伴热管线一冷凝器一二级过滤器一取样泵一三级过滤器一流量计一气体主分析仪。
首先以取样泵为核心将采样系统划分为泵前和泵后两个部分，以观察流量计流量为主要手段衡量采样系统是否通畅。由于取样泵后管路中的烟气已经被过滤，因此要把排查重点放在取样泵前的冷凝器和二级过滤器上面。断开冷凝器和伴热管线之间的接口，观察流量计流量是否变化，如果流量计流量剧增则应该是采样探头和伴热管线堵塞，再继续断开采样探头和伴热管线之间的接口观察流量是否变化，流量变化则应是采样探头堵塞，反之为伴热管线堵塞;如果断开冷凝器和伴热管线之间的接口流量没有明显的变化则表示堵塞部分在冷凝器和二级过滤器。进一步断开冷凝器和二级过滤器之间的接口观察流量计流量是否有明显变化，如果有则表示冷凝器堵塞反之二级过滤器堵塞。