石英音叉增强型光声光谱（QEPAS）技术是一种新型的光声光谱检测技术,通过使用一个具有高品质特性的音叉式石英晶振代替传统光声光谱技术中宽带麦克风,使其拥有了动态范围大、结构小型化的特点。通常QEPAS传感器配备声共振管来增强光声信号,进而提高系统的探测灵敏度。共振管一般有两种配置,一种是共轴配置,一种是离轴配置。共轴配置的光声光谱分析仪对光束质量要求高,通常使用激光器作为光源,因此普遍具有仪器成本高、灵活性差等缺点。本文所研究的基于LED光源的离轴石英增强型光声光谱（OB-QEPAS）系统,具有光路调节方便、仪器成本低等优点,其探测灵敏度与共轴设备基本相当,基于该构型的气体传感器易于工业化生产。本课题在系统地研究了离轴石英增强型光声光谱技术特性的基础上,对微型声学共振管进行了理论和实验的研究,建立了离轴共振管最佳尺寸的数学模型,对离轴的声学共振管进行了优化设计。在理论和实验的基础上,结合ARM+Mndows CE软硬件技术设计开发了测量系统。整个系统按照功能划分为四个模块.:①红外光源发射系统②光谱测声模块③ARM控制系统④数据采集系统。本文最后搭建了以CO₂为目标气体,以中心波长在4.36μm的MIR-LED为光源的OB-QEPAS系统来检测系统的灵敏度,并对实验得到的光声信号和浓度之间进行了最小二乘法的线性拟合和数据处理。处理结果最后得到系统的检测极限达到ppm量级,相应的归一化噪声等效吸收系数（NNEA）达到了 10-8量级。实验表明,基于LED光源的OB-QEPAS技术是一种精度高、可靠性好的痕量气体检测方案,为发展低成本、操作方便灵敏的痕量气体检测提供了一种新的技术手段。