随着人口增长和工业生产规模扩大,环境问题正面临着前所未有的挑战。应运而生的气体传感器在环境监控、工业废气检测等方面迅速发展。乙炔气体是汽车发动机废气,同时也是油井变压器故障特征气体,对其快速精确检测在环境保护和安全生产方面具有重要意义。近红外光纤气体传感器响应速度快、灵敏度高、鉴别能力强等优点使其在气体检测领域得到广泛应用。本文对基于近红外光谱吸收的乙炔气体光纤传感系统相关技术进行了研究。首先,以气体选择吸收理论为基础,依据HITRAN数据库对乙炔近红外光谱的P9吸收峰进行分析,最终选定波长为1530.37nm(6534.3636cm-1),并确定了谱线参数;以朗伯-比尔定律为依据,通过检测经过反射或者透射型气室输出光强的变化来分析气体浓度;以波长调制技术以及谐波检测理论为基础,分析了频率调制信号理论模型,并且仿真分析了光强起伏对各次谐波信号的影响,还讨论了一、二次谐波信号幅度与波长调制系数的关系;通过分析谐波信号与气体浓度的关系,给出了利用一次谐波比值消除光强波动的检测方案。然后,分析比较了反射和透射型气室特点,在此基础上着重分析了离轴积分腔输出光谱技术提高气体探测灵敏度的基本原理及该项技术的主要腔膜噪声,同时结合波长调制技术对积分腔输出光谱技术的噪声水平进行了分析。最后,给出了光谱吸收式乙炔气体传感系统的总体设计方案。根据理论分析结果选择合适的激光器并设计了相关电路,还设计了微弱信号处理单元的放大、滤波等电路。详细介绍了使用相关检测原理的平衡调制解调器AD630作为锁相放大器,提取出谐波信息;经过信号采集、数据处理之后显示气体浓度。最后通过实验证明了该系统的可行性。