可调谐半导体激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）技术具有灵敏度高、精度高、响应速度快、非侵入性等优点,适用于痕量气体检测和燃烧过程诊断等领域,已被广泛应用在大气环境污染气体监测、燃煤锅炉以及航空航天发动机燃烧诊断中。但是,在航空发动机、燃煤电厂等复杂环境下进行气体参数检测时,由于环境中强振动、强湍流等因素的影响,测量得到的光强信号将失真,无法用于提取有用的信息,影响测量精度。因此提高气体参数测量的准确性就显得尤为重要。本文对基于TDLAS技术的气体检测关键技术进行了研究。针对在复杂恶劣的环境中,强振动、强湍流、颗粒物干扰等因素会对光强信号产生影响,导致测量结果的准确性不高,影响气体检测准确性和灵敏度的问题,本文开展的研究工作如下:1.建立了一种气体浓度测量误差分析模型,用于分析环境中干扰信号对测量气体浓度时带来的影响,优化测量参数,提高测量系统的气体参数测量性能。首先,利用仿真产生不同幅值与不同频率的多组单频干扰信号对TDLAS光强信号进行干扰,得到受干扰影响的浓度测量结果,并对仿真得到的误差结果进行了分析。然后,在此基础上就干扰信号的幅值及频率与浓度误差之间的关系进行建模,得到了浓度误差与干扰幅值及频率之间的近似表达式。最后,通过搭建甲烷浓度实验验证系统,采集单一频率干扰下的光强信号并进行甲烷浓度计算,将实验获得的甲烷浓度误差与通过模型计算出的甲烷浓度误差进行对比,验证了所建模型的有效性。2.针对复杂环境下光强信号易受高频干扰影响的问题,提出了一种基于高频参考光频分复用技术。通过对探测光强信号在参考光信号频率下进行数字锁相和低通滤波,能将干扰信号提取出来。再将探测光强信号与提取出的干扰信号相除,透射光强得到修正,提高了强干扰下的气体浓度测量的准确性。首先,通过数值仿真单一频率与不同频率范围干扰信号对光强信号的影响,分析仿真的甲烷浓度计算结果,从理论上初步验证了该方法的可行性。然后,通过选用中心波数为6046.95 cm-1（波长为1653.72nm）的DFB激光器搭建测量系统进行甲烷浓度实验验证,验证了该方法的可行性及有效性。3.针对实际测量环境中强干扰对气体浓度测量产生较大影响的问题,对甲烷浓度测量系统进行的优化设计。该系统将激光器温度电流控制模块、气体探测模块等硬件模块与软件系统相结合,搭建出了甲烷浓度测量系统。根据实际测量需求对激光器温度电流控制模块、信号发生和采集模块等硬件设备进行选型。同时以基于高频参考光频分复用技术为基础开发设计了气体浓度测量的Lab VIEW软件系统。通过改变进入气体吸收池中的甲烷气体流速,由20m L/min瞬间上升到200m L/min,模拟测量现场的强干扰,对该系统的硬件与软件系统进行了可靠性验证,并验证了该样机对甲烷气体测量的准确性与可靠性。