Der Multi-Gas-Sensor misst die Konzentration der verschiedenen Atemgase und die eines Tracer Gases. Das Tracer Gas wird zugegeben zur Erkennung von Ventilationsinhomogenitäten, wie sie z. B. bei Asthma auftreten.
Die Gaskonzentration der Atemgase O2 und CO2 sowie des Tracer Gases SF6 kann der Multi-Gas-Sensor direkt bestimmen. Darüber hinaus kann mittels Ultraschall-Geschwindigkeitsmessung die molare Masse des gesamten Gasgemisches bestimmt werden. Dies ermöglicht die Berechnung von zwei weiteren Gasen wie z. B. Helium (He) und Stickstoff (N2).
Die Atemgasanalyse stellt hohe Anforderungen an die Genauigkeit (0.03%Vol) und Ansprechzeit (40ms) aller Gasmessungen. Daher wurden für die O2, CO2 und SF6 Messung jeweils ein optischer Sensor mit der kleinstmöglichen Messstrecke, basierend auf der Wellenlängenmodulations-spektroskopie bzw. auf der nicht-dispersiven Infrarotspektroskopie eingesetzt. Beide Messprinzipien beruhen auf der Tatsache, dass Licht einer bestimmten Wellenlänge von den jeweiligen Gasmolekülen absorbiert wird. Während bei der nicht-dispersiven Infrarotspektroskopie aus einem Breitband Infrarotstrahler der spezifische Wellenlängenbereich mit einem optischen Bandpass herausgefiltert wird, setzt man bei der Wellenlängenmodulationsspektroskopie einen schmalbandigen Laser ein. Die Wellenlänge des Lasers kann über den Laserstrom moduliert werden. Liegt die Wellenlänge des Lasers im Bereich der Absorptionslinie des Gases, so führt die Absorption zu Verzerrungen, welche abhängig von der Gaskonzentration sind. Die Qualität der Gasbestimmungen ist mit der eines Massenspektrometers vergleichbar.
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