瓦斯爆炸一直是煤矿生产的重大威胁,其两个主要物理原因是CH4与O2的浓度达到一定的爆炸界限和存在火源点。实时准确地监测煤矿瓦斯气体浓度的分布对保障安全生产具有十分重要的意义。长期以来,各国科学家都在努力研究瓦斯气体检测技术,在众多瓦斯气体浓度测量方法中,谐波检测技术是目前检测有害气体较有效的方法之一。论文首先介绍了瓦斯常用检测方法及国内外发展状况,以及瓦斯气体的红外吸收理论和气体吸收线型,并指出二次谐波检测是目前具有高灵敏度及抗干扰能力强的方法,使用锁相放大器可以实现二次谐波信号的提取;其次介绍了作为微弱信号检测技术之一的锁相放大技术,并设计了相关电路以及对部分模块进行了仿真。采用了FPGA(现场可编程门阵列)来实现锁相放大器中相关器的设计。在本研究中,使用了分布反馈式激光器(型号为AB6A1052J510F),其中心波长为1650nm,使用光谱分析仪Q8344A测量了该激光器的特性。论文采用了两种不同的方案测量瓦斯气体的浓度,其一是,在实验中采用数字锁相放大器SR830,对甲烷气体进行了测量,通过对实验数据的分析验证了二次谐波检测理论;其二是,采用自行设计的数字锁相放大器,代替SR830来实现气体浓度的谐波检测,目的在于验证所设计电路的性能。论文最后对影响实验检测分辨率的因素进行了分析,也指出了需要进一步解决的问题。