光声效应的发现虽然已有100多年的历史,但在传声器问世以前无人过问达50年之久。直到二十世纪七十年代,由于强光源氙灯、高灵敏度传声器和压电陶瓷检测器等的问世,才使光声效应得到了进一步的应用。进入九十年代,由于激光和弱信号检测技术的发展,使得光声技术有了向前快速发展的基础。传统的光声气体检测系统通常的检测步骤是“采样-封存-检测”,这样的检测方式不能满足现场实时检测的要求。因此,本文设计了“吸收路径+气体滤波”的检测方案,将气体的吸收过程设计在密封的探测室外,这样就可以保证光声探测室内的气体吸收按照等容过程分析,同时可以实现探测室的隔音设计。为了提高灵敏度,可以直接增加探测室外的光程,即增加吸收长度。通过对光声腔几种工作方式的分析比较,根据光声信号与腔体的关系,自主设计了非谐振式光声腔的结构,并将加工后的光声腔充入甲烷气体接入实验系统,实验结果表明我们所设计的光声腔主频很集中,满足实验的要求。设计了测量腔的结构并进行了加工。通过对传声器结构与性能的分析,选择了一种适合于实验系统的传声器及其前置放大器,并使其与光声腔很好的耦合,完成了系统声电信号的转换。设计了光源的驱动及调制电路,信号处理方面采用了锁相放大技术,提高了系统的灵敏度。最后对实验中可能出现的问题进行了分析,并提出了解决办法。对系统进行了测试,验证了系统的可行性。