一氧化碳气体(CO)无色无味,而且带有剧毒性,在家庭煤气泄漏及工业生产中特别容易被忽略而导致中毒,严重时可致人死亡。因此,为了保证人们的生活安全、工业生产安全,需要能快速准确地检测出CO气体浓度,及时发现事故隐患,在超过危险浓度之前,就能够安全快速地撤离。传统的检测方法往往存在很多缺点,而且无法适应恶劣的环境,光谱吸收式光纤传感器主要是利用光来对气体进行检测,不易受恶劣环境的影响,因而更适合工业生产基地,具有很好的发展前景。本文基于CO于近红外区的光谱吸收特性及Lambert-Beer定律,提出了差分后二次谐波幅值检测的方案,以达到有效消除不稳定因素影响及提高信噪比的目的,同时提出了传感器的总体结构设计。本文采用一种将自聚焦透镜组串联使用的透射式气室,能够解决光纤和分立光学元件耦合问题,光电探测器能直接与透镜上的尾纤相连,且光纤传输损耗很小,不受电磁干扰,适合远距离传输和恶劣环境下使用。同时,将透镜组串联,在未加长气室条件下,加长了吸收光程,使得检测精度大大增加。微弱信号检测部分,将差分后得到的信号与同频同相的“纯净”参考信号一同送入相敏检波器,滤除噪声,得到有用信号。最后,基于以上理论分析,搭建了实验平台,完成光纤传感器CO气体浓度检测的实验,验证了此实验方案的可行性。