Thiết bị báo động liều lượng cá nhân là thiết bị cốt lõi của bảo vệ bức xạ, nguyên tắc phát hiện của nó chủ yếu dựa trên hai con đường kỹ thuật: ống đếm GM và máy dò chất bán dẫn, cả hai thông qua các cơ chế vật lý khác nhau để thực hiện việc bắt và định lượng tín hiệu bức xạ.
Công nghệ ống đếm GM là chương trình phổ biến cho các máy báo liều cá nhân sớm. Cấu trúc lõi của nó là một buồng ion hóa được tạo thành bởi cực dương kim loại trung tâm với cực âm của thành ống và bên trong nó chứa đầy khí trơ (như argon) với khí dập tắt (như hơi bromua). Khi các hạt tia (như tia beta, tia gamma) đi vào ống, các phân tử khí ion hóa tạo ra các cặp electron-ion. Dưới tác động của điện trường cao áp, các electron tăng tốc va chạm với các phân tử khí khác, gây ra sự phóng điện kiểu tuyết lở, tạo thành tín hiệu xung điện có thể phát hiện được. Khí dập tắt chấm dứt xả bằng cách hấp thụ năng lượng dư thừa, đảm bảo rằng chỉ có một xung duy nhất được tạo ra cho mỗi sự kiện tia. Ưu điểm của ống GM là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và hiệu quả phát hiện tia beta gần 100%, nhưng độ nhạy thấp với tia gamma (khoảng 10%) và sự hiện diện của hiệu ứng "thời gian chết" (mất hàng chục micro giây giữa hai xung), có thể bị rò rỉ ở tỷ lệ liều cao.
Công nghệ máy dò chất bán dẫn đại diện cho hướng phát triển của thiết bị báo động liều lượng cá nhân hiện đại. Nó sử dụng silicon hoặc germanium làm môi trường phát hiện và khi các hạt tia đi vào vùng nhạy cảm, chúng kích thích việc tạo ra các cặp lỗ electron. Dưới tác động của điện trường bổ sung, các chất mang điện tích trôi đến các điện cực, tạo thành các tín hiệu điện tỷ lệ thuận với năng lượng của tia. Máy dò bán dẫn có độ phân giải năng lượng cao hơn nhiều so với ống GM, có thể phân biệt các tia năng lượng khác nhau (chẳng hạn như phân biệt tia X năng lượng thấp với tia gamma năng lượng cao) và không có giới hạn thời gian chết, phù hợp với môi trường tỷ lệ liều cao. Ngoài ra, kích thước nhỏ gọn, khả năng chống nhiễu điện từ mạnh mẽ, một số mô hình còn tích hợp mô-đun Bluetooth và GPS, hỗ trợ truyền dữ liệu thời gian thực và giám sát từ xa. Tuy nhiên, máy dò chất bán dẫn đòi hỏi quá trình sản xuất nghiêm ngặt và cần phải hoạt động ở nhiệt độ thấp, chẳng hạn như nhiệt độ nitơ lỏng, để hạn chế tiếng ồn nhiệt, dẫn đến chi phí cao hơn.
Trong ứng dụng thực tế, thiết bị báo động liều lượng cá nhân thường sử dụng sơ đồ kết hợp của ống GM và máy dò chất bán dẫn, tính đến độ nhạy và chi phí. Ví dụ, trong các tình huống tuần tra nhà máy điện hạt nhân, các ống GM được sử dụng để sàng lọc nhanh các điểm nóng bức xạ và các máy dò bán dẫn được sử dụng để đo chính xác liều tích lũy và đảm bảo an toàn cho nhân viên.