当甲烷气体与催化元件接触时，甲烷在催化元件表面发生无焰燃烧，产生热量。这个热量导致催化元件的阻值发生变化。由于催化元件和电阻组成了惠斯通电桥，阻值的变化会导致电桥失去平衡，从而输出与甲烷浓度成比例的电压信号。

这个电压信号经过放大和处理后，可以被用来驱动电表或数字电路显示甲烷的浓度。同时，当甲烷浓度超过预设的报警点时，报警电路会被触发，发出声光报警，以提醒用户甲烷浓度超限。

便携式甲烷检测报警仪通常还具备其他功能，如时间显示（通常采用24小时制）和防护等级，以满足不同环境和应用的需求。

需要注意的是，不同类型的便携式甲烷检测报警仪可能采用不同的传感器和电路设计，但其基本原理都是基于甲烷在催化元件上的氧化生热来检测甲烷浓度。