甲烷俗称瓦斯,是天然气的主要成分。随着我国城市化水平的提高,城市家庭的厨房会使用集中供应的天然气来满足生活需求,对天然气浓度的实时检测和预警关系到千家万户的人身财产安全。甲烷检测技术的研究和应用都具有重大意义。在对比多种甲烷检测技术中,光学式检测技术因其优良的稳定性和高精度,成为气体检测研究领域的热点。本文以红外吸收光谱技术为基础,以检测甲烷浓度为目的,研究了光谱吸收检测方法,并展开至光谱吸收检测系统的研究,设计单波长双光路的红外检测系统,并研究了系统在不同温度下甲烷测量值的变化,设计温度补偿算法,消除了甲烷测量误差。另外对系统附加了无线通信功能,可实现对甲烷浓度的实时检测与预警。论文主要研究工作如下:(1)研究设计了甲烷浓度检测系统的光学结构和电路结构,选择了分布反馈激光器作为红外光源,设计双气室结构,选择光电二极管作为红外接收端,并对探测信号进行放大、AD采样后进行滤波算法处理。针对远程预警的需求,设计系统通过基于蜂窝网络的窄带物联网(NB-IoT)连接到OneNET物联网平台,制作APP来远程获取甲烷浓度的实时检测信息,及时发送报警信息。(2)研究了温度对甲烷浓度检测系统测量准确性的影响。针对浓度测量值受温度影响漂移的问题,对不同温度下甲烷浓度进行了采样值测量,根据最小二乘法理论设计了温度漂移补偿机制,实验表明,该补偿机制消除了温度变化引起的测量误差。