随着现代社会的发展,人们对石油的需求量不断提升,从而使得陆地与海底的石油开采规模不断加大,伴随着运输、加工等一系列活动也愈加频繁,最终导致石油及其炼制品被泄漏和排放到海洋中对水环境造成严重的污染。及时的发现石油污染,可以尽早地对其进行治理并遏制其扩散范围,对保护海洋生态环境具有重要意义。因此,实时可靠的油污检测传感器尤为重要。本文基于荧光机理通过设计一种新型的分光光路,以低功耗、低成本的大功率单一波长紫外LED为激发光源,配合多种芯片设计了一种新型小巧的非接触式水面油污检测传感器的原理样机。在此基础上选取适当的小波基函数进行去噪,提高了样机的检测精度。本文通过对比主流石油检测方法的优缺点及应用范围,确定了荧光测量法为探测手段。以荧光产生机理为起点,对荧光法检测石油原理进行了研究,并深入分析了该方法的可行性。根据石油产生荧光的条件及荧光特点确定了本文矿物油检测的激发光源和滤光片参数。依据光的传播特性,设计了以反射式闪耀光栅为分光元件并配以其他光学元件的分光系统,实现对荧光的分离。在此基础上,结合FPGA芯片的优越性,以CCD芯片为探测芯片,完成了对数据采集系统、各芯片外围电路以及串行通信模块电路的设计。依据各芯片的驱动手册,基于Quartus II平台利用Verilog语言实现了对芯片的配置和驱动,从而实现数据采集系统的工作。通过该系统实现了对荧光信号的采集、转换、存储及传输功能,并设计相应的壳体完成了对系统的密封,实现了原理样机小型化、智能化、集成化的设计。最后,本文基于小波变换实现了对数据的去噪处理,通过实验对比确定了去噪的最优小波函数。结果表明小波去噪可以更好的保留信号细节信息,提高了系统的检测精度。通过在不同环境条件下更改与待测样品距离,研究了其适用距离。在此基础上对结果进行分析,成功的证明了该样机可以实现对油污的检测。