甲烷是一种易燃、易爆气体,是矿井瓦斯和多种液体燃料的主要成分,及时准确地检测甲烷浓度对工矿安全生产和环境监测有着极其重要的意义。光纤气体传感技术是一种高灵敏度的气体检测技术。论文以甲烷浓度检测为目的,进行基于近红外吸收原理的光纤甲烷气体传感技术的研究。论文的主要工作如下:首先,论述了近红外吸收型光纤气体传感器的国内外研究现状和发展趋势,分析了光纤气体传感中的影响因素和关键技术。通过对分子光谱理论的分析,给出气体吸收测量的理论基础,并确定了甲烷气体的近红外吸收谱线,对其吸收特性进行分析,为传感器数学模型的建立奠定理论基础。其次,针对甲烷在近红外波段吸收弱的特点,把光谱调制技术用于浓度检测。详细论述了波长调制和谐波检测的基本原理,通过数值模拟确定了谐波次数的选取,建立了谐波检测的数学模型和基于谐波检测原理的双光路检测方案;分析了强度调制和甲烷浓度差分检测原理,建立了光纤光栅式差分检测方案;并给出了检测微弱信号的锁相放大技术,实现了所测信号的提取和放大。最后,阐述了甲烷检测系统中光源、气室、光电探测器以及光路部分和电信号检测部分的特性及对测量的影响,设计了可以减小干涉噪声的小型渐变折射率透镜气室结构。测量了光源光谱特性,对甲烷近红外吸收特性,检测信号和气体浓度的关系以及系统的重复性和稳定性进行了实验研究,给出了实验结果,验证了系统的可行性。