По своей сути данное оборудование представляет собою радиоизотопный плотномер.
   Любой сыпучий материал, проходя по транспортерной ленте, подвергается воздействию потока элементарных частиц, часть из которых поглощается материалом, а оставшаяся часть, попадая на детекторы,  регистрируется. Количество частиц (импульсов) зарегистрированных на детекторах в единицу времени сравниваются с количеством импульсов,  соответствующих той или иной плотности данного вещества (эталонные значения), содержащиеся в калибровочной таблице. По табличным данным строится калибровочная кривая, являющаяся основным настроечным инструментом.
    Расчет веса и зольности угля либо другого сыпучего материала происходит за счет определения степени поглощения веществом гамма-излучений, а влага определяется  степенью поглощения СВЧволн.
   Если в качестве источника излучения. использовать Cs-137, а в калибровочной таблице вместо значений плотности установить вес(массу) исследуемого материала  соотнесенного с количеством импульсов, то результатами измерений будет вес(массу) вещества в потоке.  

   Источники гамма-излучения помещены в защитные контейнеры, представляющие собой свинцовые цилиндры, обеспечивающие полную безопасность при эксплуатации оборудования. Узкий канал в рабочей части цилиндра обеспечивает формирование рабочего луча в одном направлении. 
    Детекторы представляют собой прибор с сцинциляторным кристаллом и фотоумножителем. Основная функция детекторов, как и СВЧ приемников, это перевод энергии элементарных частиц в электрическую энергию , а та в свою очередь регистрируется в виде электрических импульсов счетными модулями.

    

Если в качестве источника излучения, использовать Cs-137, а в калибровочной таблице вместо значений плотности установить вес(массу) исследуемого материала  соотнесенного с количеством импульсов, то результатами измерений будет вес(массу) вещества в потоке.  
    Здесь, важное значение имеет частота регистрации (замер) импульсов, которая  зависит от  технических характеристик счетных модулей. Счетный модуль  определяет количество замеров  в секунду.  Сумма точечных замеров веса исследуемого вещества характеризует суммарный вес.
  Учитывая, что количество импульсов во временном интервале, зависит от  скорости движения транспортерной ленты, в схему комплекса «Макон-21» включены цифровые датчики определения скорости.
   Исходя из показаний поглощения, определенной каждым детектором, системы в единицу времени, вычисляется объемная плотность вещества и площадь его сечения. Произведение этих результатов, умноженное на скорость конвейерной ленты, дает массу вещества, прошедшую по конвейеру за единицу времени.

   

Аналогично весу, измеряется и процентное содержание примесей в потоке исследуемого вещества.
   Отличие между двумя этими измерениями заключается в разнице мощности потока элементарных частиц. Если для измерения веса вещества используют источник излучения Cs-137, то для измерения содержания примесей Am-241. Данный вид энергии является наиболее «мягкой энергией». Математика вычислений веса угля и его зольности аналогичны, но есть и отличия. Так при определении зольности анализируемого вещества необходимо учитывать влияние толщины «потока», проходящего по конвейерной ленте. Это достигается путем синхронизации показаний цезиевых и америциевых детекторов.

   

Так как в комплексе «Макон-21» используются две или три пары «Генератор-приемник», то необходимо, чтобы каждая пара работала на «своей» частоте и не создавала помех другим парам.  Проходя через поток угля, СВЧ-волны поглощаются молекулами воды. Те волны, которые не «поглотились», доходят и регистрируются СВЧ-приемником. Его главная задача- это регистрация СВЧ-энергии и перевод ее в электрические импульсы.  Так же, как и в случае с определением  зольности, при определении влажности строится калибровочная кривая по эталонным значениям и осуществляется синхронизация цезиевых детекторов с СВЧ-генераторами. Полученные результаты, в виде импульсов, передаются на счетный модуль (счетчик) расположенный в блоке сбора и первичной обработки информации (БСИ).