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红外甲烷传感器因其具有测量范围宽、灵敏度高、稳定性好、精度高、反应快、良好选择性及连续监测等独特优点，已在矿山工程中得到广泛的推广应用，为煤矿井下瓦斯的监测起到了重要的作用。但是，矿井环境条件比较恶劣，红外甲烷传感器在实际使用过程中受环境的影响会造成监测数据不准确或出现故障，这一问题已成为限制其发挥作用的重要因素之一。因此，有必要研究矿井环境模拟技术和红外甲烷传感器在模拟环境条件下的误差测试方法，以保证传感器的检测参数和矿井环境下数据的一致性，提高传感器在矿井实际工作状态下数据的准确可靠性，论文的研究具有重要的现实意义。 红外甲烷传感器的主要性能由红外光学系统和电气系统两部分决定，其中光学系统是整个传感器的核心。论文以红外光学为基础，全面阐述红外辐射的产生、吸收和大气传输基本理论。在此基础上，应用朗伯比尔吸收定律和气体差分吸收模型，结合红外甲烷传感器的设计原理，深入分析红外甲烷传感器的测量原理，系统地论述了温度、湿度、粉尘、压力、风速、混合气体等环境因素对红外光源、探测器、滤光片、测量波长等光学元器件和光学参数的影响，在理论上总结了其受环境因素影响的变化特征。 论文在上述理论的指导下，研制了一种逼近于矿井实际工况环境的模拟装置，并在其中对红外甲烷传感器的基本误差进行测试。参照AQ6211-2008(A类传感器)基本误差的甲烷浓度试验点(0.80％CH4、2.00％CH4、3.50％CH4)，利用煤矿井下模拟装置及相关检测设备对四个不同厂家的4台非色散红外原理(NDRI)的红外甲烷传感器进行了试验验证。 实验结果表明，按在煤矿井下环境模拟装置内进行自然扩散测定的方法与按AQ6211-2008规定的通标准气样强制扩散测定的方法相比，现行的通标准气样测定得到的基本误差数据基本都符合AQ6211-2008基本误差的要求，而在装置内测量得的基本误差数据基本都不符合标准AQ6211-2008基本误差的要求。这说明环境因素对红外甲烷传感器的综合影响是其在井下准确测量的重要原因，若不考虑此影响，则不能保证传感器在井下测量结果的准确可靠性。据此，论文进一步指出，强制通标准气样测定的方法不适用于矿井环境应用场合的传感器，这一结论对类似的其他的矿用红外传感器的测试方法同样具有普适意义。