天然气水合物是由甲烷等气体和水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质,因其外观像冰且遇火可燃,所以又被称作“可燃冰”。因其具有分布广、储量大、埋藏浅、使用方便、燃烧值高、清洁无污染等优点,成为21世纪新能源的代表。其中海洋天然气水合物,作为新能源、清洁能源、海洋资源三方的交集,成为世界能源趋势中的聚焦点。天然气水合物的主要成分是甲烷,深海甲烷原位传感器是对海水中甲烷浓度异常最直接、快速、有效的技术手段,应用于海底观测网的深海甲烷原位传感器可对海水中溶解的甲烷气体实现长期在线实时监测,为海洋天然气水合物勘探、深海环境监测、海水地球化学研究等领域的工作提供必要数据资料。国际上已有德国CAMPUS公司生产的商业化量产产品METS为代表的深海原位甲烷传感器,我国在该领域的发展较晚,仅有中国科学院等少数几家科研单位进行此方向的研究工作,且都处于实验室研究或样机试验阶段。因此,研发一套适用于海底观测网的新型深海原位甲烷浓度传感器探测系统对我国的深海地球化学传感器的研究工作有着重要的意义。本论文依托国家863计划海洋技术领域“应用于海底长期观测网的新型海洋化学传感器”课题所属的“深海甲烷系列浓度高精度探测传感器系统”的研制项目,目的是为深海海水中甲烷浓度的检测提供一种实时的,长期的,高精度的技术方法。论文完成了以下4方面的工作:1.深海甲烷原位传感器和海底观测网的国内外研究现状;2.确立了“深海甲烷系列浓度高精度探测传感器系统”的设计方案,技术路线;3.对海水在耐压舱的内外循环、海水样品快速样化分离、样品气组分分离、痕量气态烃传感器等核心关键技术进行了攻关,并基本确立了关键技术所涉及的技术路线,以及关键元器件的主要参数指标;4.对系统中某些分系统进行了单独调试,依据实验数据,明确了各分系统取得的成果和主要存在的问题,为进一步的研究工作指明方向。