检测系统主要由尾气分析仪、I／O接口卡、红外对射光电开关、LED显示屏以及工控计算机等组成。尾气分析仪选用德国西门子公司的VS5067-5汽车尾气分析仪，该仪器的核心部件是采用西门子公司的红外光学传感器，其工作原理是根据不同气体所具有的特征吸收谱带和特征频率，在特征频率附近的光谱带产生强烈的吸收，根据气体红外光谱吸收的强弱，检测分析出汽车尾气的成分和含量。该仪器可检测汽车尾气中CO、HC、CO2、O2、NO五种气体的浓度和发动机油温、转速等汽车工作参数，测量数据由仪器面板上的液晶显示屏显示，并配有标准RS232串行接口与工控计算机连接，通过串口可接收测量命令并输出测试结果。
工控计算机上扩展的I／O接口卡主要用来接收红外对射光电开关的开、关状态，用来判断被检车辆是否到位。红外对射光电开关选用欧母龙E3JK-5M型，其红外对射距离为5m。红外发射光电管和红外接收光电管分别安装在汽车检测线的两边。当红外发射管没有被遮挡时，接收光电管为常闭状态，当被检车辆行驶到检测工位遮挡住红外发射光电管时，接收光电管为开断状态，接收光电管的开、闭状态表示了车辆是否到位信息。
LED显示屏用来显示检测过程信息和检测结果。引车员和尾气排放检测员可在LED显示屏的显示信息指引下进行相应操作。
尾气检测系统的工作过程为：当车辆登录上线检测时，工控计算机发出车辆进线消息，提示被检车辆进入检测工位。当工控计算机检测到接收光电管为开断状态时，表示车辆到位，可开始尾气检测。检测程序将按国标GB18285-2005规定的测量方法进行。检测过程中，尾气排放检测员按LED显示屏的指示将取样探头插入被检车辆排气管中，将转速测量钳按要求与发动机相关部分相连接；尾气分析仪从串口接收工控计算机的命令，采集排气污染物；引车员则按LED显示屏的指示信息操纵汽车进入额定转速、高怠速、怠速等状态，配合尾气分析仪按照检测程序完成尾气排放测量。
