环境污染检测和工业生产过程要求实现甲烷的高精度、高灵敏度在线测量，研究可调谐二极管吸收光谱技术以实现甲烷气体的测量具有重要意义。本文在分析国内外气体浓度检测技术研究现状和发展趋势基础上，深入探讨了激光二极管波长调制后，检测二次谐波幅值反演甲烷气体浓度的技术方法。 在气体吸收光谱理论和甲烷吸收光谱特性分析基础上，确定了1653nm为甲烷气体的探测波长，完成了TDLAS甲烷气体浓度检测系统的整体设计和制作。选择了可调谐DBF LD作为系统光源，设计制作了气体室和甲烷配气系统，设计了低噪声光探测放大电路及滤波电路，采用锁相放大技术提取二次谐波；应用嵌入式系统设计了信号处理及控制终端。 分析了TDLAS系统噪声来源及类型，为提高系统信噪比提供了理论依据；通过对光电转换电路测试结果分析，得到系统信噪比为8．946×10—5 C2/V2no。 设计了以S3C2410微处理器为核心的信号处理终端系统，在Linux平台下开发了数据采集和处理程序；研究了温度和压力补偿算法，以提高系统测量精度。 实验研究了激光二极管温度、电流调制对二次谐波信号的影响，讨论了外界压力和温度对甲烷吸收谱线的影响；研究了甲烷浓度与二次谐波幅值的关系；测量和分析了系统的示值对比、重复性、稳定性和灵敏度，得到系统理论探测灵敏度为33ppm，验证了系统的可行性。