变压器油中溶解气体的含量是变压器早期缺陷的重要表征,其中乙炔气体是七种特征气体中最常用于评估变压器运行状态的特征气体之一。光纤传感凭借其良好的绝缘性、抗受电磁干扰等优点广泛应用于变压器等电力设备状态监测中。但现有变压器油中溶解气体检测技术难以实现高灵敏度油相气体直接检测,取油和油气分离操作易引起油样污染,造成测量结果误差大,误报、漏报率高。光学传感中,基于外差干涉的传感技术能有效克服相位衰落问题,抑制环境扰动影响,具有高灵敏度、低检测下限等优点。但传统的外差干涉信号相位解调方法存在采样率高、数据量大等问题,难以实现实时解调。为此,本文开展了基于双鉴相器相位解调方法的油中溶解气体光纤检测研究。首先,本文从分析空间油相气体检测难以实现低检测下限的原因入手,明确了激光在空间油相中光束易发散的问题,并进行了对空心光子晶体光纤纤芯充油后进行气体检测的可行性分析。建立了油芯光子晶体光纤光场仿真模型,明确了油芯光子晶体光纤为全内反射导光机理,验证了油芯光子晶体光纤能够高效地将激光束缚在油芯中传输,光束半径仅μm量级,解决了油相中光束易发散问题。同时,建立了油芯光子晶体光纤温度场仿真模型,仿真得出光热效应作用下油芯光子晶体光纤温度场变化频率可达20kHz,温度场变化幅值在mK量级。明确了光热相位调制机理及主要影响因素,为改进传感系统灵敏度和检测下限提供了良好理论基础。其次,本文从分析单片鉴相器因非线性区的存在导致相位信号衰减、畸变问题入手,提出了双鉴相器相位解调方法原理,并对该方法采样精度和检测下限性能进行了改进。双鉴相器相位解调方法输出信号大小与相位信号大小具有良好的线性关系,线性拟合决定系数可达0.999;双鉴相器相位解调方法比微分-交叉相乘软件解调方法具有更小的最低检测下限,检测下限达0.005°,满足微小相位变化的检测需求;双鉴相器相位解调方法利用鉴相器实现了对100MHz干涉信号的降频,极大降低了采样率和数据量,双鉴相器方法比微分-交叉相乘软件解调方法快1125倍。为油中溶解气体检测传感提供了一种高信噪比、低检测下限、实时检测的相位解调方法。最后,为了验证双鉴相器相位解调方法对外差干涉信号的实际解调效果,搭建了基于光热光谱技术的Mach-Zehnder外差干涉油中溶解乙炔气体检测平台,开展了油中溶解乙炔气体检测试验。结果表明,该系统对乙炔气体浓度具有良好的线性响应,线性拟合决定系数可达0.991。为提高系统灵敏度及检测下限,对分布式反馈半导体激光器的调制方式进行改进,相同浓度下输出信号增幅可达102%。采用Allan方差对系统噪声进行分析,改进后该系统的检测下限可达0.45ppm。对该系统的重复性进行了评估,乙炔气体浓度分别为100ppm和500ppm时,检测结果的相对标准误差均小于10%。上述结果验证了双鉴相器相位解调方法具有良好的实际解调效果,能够满足痕量油中溶解乙炔气体的实时检测。