随着我国电力事业的飞速发展，工矿企业电气化和用电量不断提高，各种变压器得到日益广泛的应用。在运行过程中，变压器油中有可能会产生故障气体，变压器油中故障气体的实时监测对于变压器的安全运行是十分重要的。本文采用光谱吸收法，利用光纤传输光信号实现变压器油中故障气体的高灵敏度在线遥测。使变压器的工作状态得到实时监测。这种测量仪器具有寿命长、灵敏度高、不受环境气体影响、抗电磁干扰等优点，可以应用于危险或恶劣的环境中。只有分离出溶解在变压器油中的气体才能实现光纤探测，所以本文的关键技术是如何把故障气体从变压器油中分离出来。实验表明，聚四氟乙烯是对主要的故障气体(乙炔)进行渗透的非常好的介质。因为变压器油中的故障气体与气室中的故障气体达到平衡需要较长的时间，所以本文提出了一种基于等时间间隔的非平衡态测量方法,不但降低了气室设计的难度，而且提高了测量的实时性，保证了测量精度。本文应用量子力学和分子光谱理论分析了气体分子的吸收中心波长、吸收线型、吸收线宽和吸收谱线的强度分布等特性，给出了Beer-Lambert定律的理论解释。在理论分析的基础上，本文进行了光路、电路和气室的设计。因为信号十分微弱，所以在电路设计上采用锁相放大器来提取信号，最大限度的抑制噪声，提高系统的信噪比。本文最后通过实验验证了理论分析和系统设计的可行性，并给出了实验结果。