工矿生产、火力发电、汽车尾气等排放的有害气体(大气中含量低，属于痕量气体)对环境造成巨大的污染。我国对痕量气体监测系统的研究尚处在起步阶段，在小型化设计上与国外还有一定的差距。以此为背景，本文设计了以乙炔气体为研究对象的痕量气体浓度监测系统，小型化上作了极大改进，在环保产业中具有巨大的市场潜力。 本文首先总结了四种主要的气体监测技术，采用了能极大提高监测灵敏度的可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术作为本系统的理论依据；随后详细分析了TDLAS技术的原理，在此基础上，结合波长调制光谱(WMS)技术和谐波检测技术，得出乙炔气体浓度与二次谐波峰值的线性关系，提出整体设计方案。 设计完成了方案中的各模块，包括：激光光源的选型、气室的选型、调制信号发生电路的设计、光电探测器的选型、前置放大电路的设计、锁相放大电路工作方式设置、A/D转换电路的设计以及基于S3C2410的数据采集电路的软硬件设计与实现，为小型化设计奠定了基础。 搭建完成了乙炔气体浓度监测系统的实验平台，对携带有乙炔气体浓度信息的二次谐波信号进行了采集和滤波处理，用最小二乘法拟合了采样所得的二次谐波信号的幅值和气体浓度。实验结果验证了理论的正确性和该监测系统设计方案的可行性。