自20世纪80年代以来,基于光谱吸收的气体浓度检测技术得到了很大的发展。利用气体吸收光谱的特征,实现对气体浓度的检测,已成为光纤传感器的一个重要研究方向。针对传统化学式甲烷气体传感器在使用中存在容易受潮湿、易“中毒”等缺点,利用光纤传感器对甲烷气体进行浓度检测,则可以充分发挥光纤传感器抗电磁干扰、绝缘、耐水、耐腐蚀的优势。根据气体存在特征吸收谱线,课题选择了甲烷气体在以1653.72m为中心的吸收谱,通过对甲烷气体吸收光谱的分析,研究了目前普遍采用的波长调制实现气体浓度谐波检测的方案,明确了光谱吸收式甲烷气体浓度检测的方法。对检测方法中涉及到的各次谐波特征与相互关系、谐波检测基本原理、小信噪比条件下微弱谐波信号检测原理、光源波动对检测结果的影响等关键技术做了分析。同时从工程应用的实际角度出发,提出对关键技术中存在问题的解决方法以及实际所采用的电路结构。试验中利用AD630平衡调制器实现锁相放大以便实现微弱谐波信号的检测,提高谐波信号的信噪比。并对利用二次谐波与一次谐波的比值来消除由光源波动引起的影响等做了分析。给出了甲烷气体谐波检测总体方案,明确了光谱吸收式光纤甲烷气体传感器试验系统的总体结构,对其中的主要部分信号发生单元、谐波提取和数字处理部分做了相应的试验,验证了解决方案的可行性。通过对光谱吸收式光纤甲烷气体传感器系统关键技术研究,为进一步推进甲烷气体光纤传感器实用化奠定了一定的基础。