瓦斯爆炸是影响煤矿生产安全的重大威胁之一,对主要成分为甲烷的瓦斯气体进行快速、实时监测具有重要意义。光谱吸收式气体传感器可采用全光纤探头,安全可靠性高,可用于易燃易爆气体的检测。光谱吸收式气体传感器具有精度高,响应速度快,非接触式在线监测等优点,在煤矿瓦斯气体监测、环境气体监测方面有广泛的应用前景。本文以甲烷为目标气体,对数字化光纤气体检测方案进行研究。论文首先对甲烷气体的吸收谱线进行分析,阐述了光谱吸收式气体传感器的基本原理。然后对可调谐二极管激光器吸收光谱学(TDLAS)的原理进行深入分析,利用傅立叶级数分解理论对气体吸收信号进行理论分析,通过理论分析与仿真实验分析验证利用一次谐波信号检测气体浓度方案的可行性,并以此方案为核心设计了数字化光纤气体检测系统框架。论文重点研究了数字锁定放大算法,及气体检测的环境温度校正方案。为避免模拟器件直流漂移对气体浓度检测的影响,针对气体吸收信号模型设计正交数字锁定放大算法,在避免引入直流漂移的同时不需要测量激光器频率调制与强度调制之间的相位差而提高检测到的谐波信号幅值,进而提高系统检测精度。同时本文分析了环境温度对气体吸收的影响,通过理论分析与仿真实验建立环境温度校正方案,抑制了由于环境温度变化对气体浓度检测的影响。并利用MATLAB软件对气体检测系统进行仿真实验,证明了理论分析的正确性和方案的可行性。