作为一种新型的清洁能源,天然气水合物得到了国内外的广泛关注,为了加快对能源战略的布局,我国在上世纪末正式启动了天然气水合物的资源勘查。随着我国对南海天然气水合物的成功试开采,当前天然气水合物的勘查发展到了一个新的阶段。针对现有的仪器普遍存在效率低、精度差的缺点,围绕我国对天然气水合物精细勘查的迫切需求,基于红外吸收光谱原理,利用可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）并结合波长调制光谱技术（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）,研发了一种海水溶解气原位检测传感器,本论文针对该海水溶解气原位检测传感器,研制了一套用于近海底二氧化碳（CO₂）检测的数据采集与通信系统。通过比较国内外在海水原位探测技术的研究现状,指出了发展拥有自主产权的核心技术和装置是当务之急。本论文首先给出了传感器的整体结构,然后设计了数据采集与通信系统的硬件电路,包括最小系统电路、数据采集电路和通信电路,绘制了印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）,焊接并调试了硬件电路。接着,设计了系统软件,建立了软件开发平台、设计了系统软件结构和流程,再分模块编写程序,包括初始化程序、A/D采集程序、中断程序和通信程序。最后,设计了通信协议和基于LabVIEW的上位机监控平台。在设计完成系统的硬件电路和软件后,开展实验来测试系统的性能。利用研制的系统,采集了二次谐波信号、动态和静态的气体压力,证明了系统具有良好的数据采集与通信性能。然后采用动态配气的方法,对¹²CO₂和¹³CO₂浓度进行了标定,得到了各自的浓度标定曲线。最后对传感器进行了集成并于2019年11月在南海北部的神狐海域进行了试验,从采集的数据分析可知激光器温度和气室压强分别在0℃和40 Torr附近波动,与设置的目标值一致,CO₂气体的浓度在400 ppm附近波动,其同位素丰度值稳定在-25‰,并且CO₂气体浓度、同位素丰度和气室压强表现出良好的重复性,可以实现不同深度海水溶解CO₂的浓度观测,验证了本论文研制的数据采集与通信系统的实用性,针对此次试验进行了总结并对系统加以改进,为下一步海上试验做好准备。本论文的主要创新点:针对勘探深海天然气水合物的需要,研制了一种水下原位中红外CO₂及碳同位素传感器的数据采集与通信系统,开展了功能测试和海试,验证了系统功能和实用性。