Точка соединения двух разнородных проводников термопары называется рабочим спаем и располагается в точке измерения температуры. Напряжение между разомкнутыми концами разнородных проводников является постоянной функцией от температуры рабочего спая, за счет чего температура легко определяется по специальным таблицам (таблицам НСХ) путем измерения ЭДС на разомкнутых концах проводников. Наибольшее распространение в горелочных устройствах получили термопары типа «К" — термопары, в которых рабочий спай выполнен из сплавов хромель и алюмель. Данный тип термопар подходит для измерения широкого диапазона температур: от минус 40 до 1100 °C и более. Для контроля наличия пламени на горелочных устройствах термопару располагают вблизи пламени и защищают от прямого контакта с ним для продления срока эксплуатации, располагая её в защитных гильзах, «карманах» и пр. Данный метод контроля достаточно надежен, однако, прогрев/снижение температуры термопары вместе с защитной гильзой может занимать от десятков секунд до нескольких минут, что ограничивает применение термопар для контроля пламени в некоторых областях техники.

Ионизационный контроль пламени основан на эффекте электрической проводимости пламени. Пламя представляет собой зону протекания бурной реакции окисления, сопровождающейся выделением тепла и света (лучистой энергии).Высокая температура и протекание химических реакций обуславливает наличие в пламени достаточного количества заряженных частиц (ионов), которые могут выступать в качестве носителей электрического заряда. Если в зону пламени поместить два электрода и приложить к ним ЭДС, то пламя выступит в качестве проводника электрического тока, электрическая цепь из электродов и пламени начет проводить электрический ток. При погасании пламени ионизированная зона перестает существовать, электрическая цепь перестает проводить ток. Схема ионизационного датчика пламени приведена на рисунке:

Описанный эффект широко применяется в технике для контроля наличия пламени на горелочных устройствах. При этом в качестве электрода с "нулевым" электрическим потенциалом зачастую выступает заземленный корпус горелочного устройства, а в качестве второго электрода — специально введенный в пламя электрод с сетевым переменным напряжением 230 В через токоограничительные устройства. Развитие современных электронных компонентов позволяет не только измерять величину тока через ионизационный электрод, но и реализовывать более сложные алгоритмы контроля для контроля параметров системы.

Оптические датчики пламени. Как следует из названия, принцип работы датчиков данного типа основан на явлении фотоэдс (фотоэлектродвижущая сила) — явление возникновения электрического напряжения в веществе (обычно полупроводнике) под воздействием света (лучистой энергии). Как отмечено выше, горение сопровождается значительным выделением лучистой энергии (коэффициент излучения может доходить до 30% от общего кол-ва выделившийся энергии). В зависимости от сжигаемого топлива и параметров протекания процесса горения, тип излучения может варьироваться от инфракрасного до ультрафиолетового. Поэтому для различных топлив применяются различные оптические датчики: инфракрасные, ультрафиолетовые, комбинированные. Преимуществами оптических датчиков является скорость их срабатывания и отсутствие элементов, напрямую контактирующих с пламенем (электродов). К недостаткам оптических датчиков можно отнести необходимость поддержания чистоты оптического канала наблюдения (зачастую требуется продувка, расход воздуха КИП или азота), необходимость калибровки / полной перенастройки при смене типа (или даже хим. состава) топлива.

Выбор того или иного способа контроля пламени горелочного устройства зависит от предъявляемых требований технологического процесса и во много обуславливает стабильной работы системы в целом.