在TDLAS甲烷气体浓度检测技术中,传统的解调方法为锁相放大技术,该方法中低通滤波参数的选择和参考通道数据处理过程相对比较复杂。本文将小波包分解技术运用到甲烷气体检测中,提出了一种谐波小波包解调技术。除此之外,为了解决谐波信号受噪声影响使反演浓度产生较大偏离的问题,将小波去噪和移动平均算法相结合,提出了一种小波移动平均滤波算,并将其应用在甲烷气体检测后得到的谐波信号中,提取滤波信号的时域、频域特征,进而降低甲烷浓度检测误差。首先,利用Simulink仿真工具对TDLAS气体检测模型进行了建模仿真,建立了光源模块、气室模块、数据检测和信号处理模块。根据二次谐波信号受调制系数的影响的理论,为了确定最佳的调制系数,仿真了二次谐波与调制系数的关系曲线。其次,研究了谐波小波包算法的理论,针对锁相放大器中低通滤波参数的选择和参考通道数据处理过程相对复杂,提出了一种谐波小波包解调方法,该方法通过频域处理的方式,选出所需要的频带进行谐波信号的解调。通过仿真验证了所提出方法的有效性,并根据二次谐波进行浓度标定方法验证了拟合直线的准确性。再次,针对甲烷气体信号中浓度信息在传输过程中受到噪声影响而被削减或混淆的问题,提出了一种小波移动平均滤波算法,该方法对解调得到的二次谐波信号先进行小波阈值去噪,去除部分噪声,后进行移动平均滤波处理,减少信号中随机波动影响和抑制脉冲干扰,完成对二次谐波信号的降噪。通过仿真对二次谐波信号进行降噪处理,证明小波移动平均算法的有效性。最后,对谐波小波包解调和小波移动平均算法进行实验验证,搭建了用于检测和处理气体吸收信号的检测系统。给出了检测系统中各仪器的选择和参数设置,验证了检测系统的正确性,对采集的透射光强信号分别用谐波小波包解调和锁相放大解调,得出两种方法解调精度一致。另外,对采集二次谐波信号进行小波移动平均滤波算法去噪和浓度标定,得到实验系统的最低检测下限。