天然气开采、处理和输送作为一项高技术、高风险的生产活动,各种形式的天然气泄漏成为影响环境与安全的隐患。由于传统检测方法存在不能实现连续监测、响应速度慢、精度低等弊端。因此,本文将具有灵敏度高、响应速度快、分辨率强的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)方法应用到对天然气泄漏检测中来,结合波长调制技术(WMS)、微弱信号检测处理技术、开放长光程等相关技术方法,制定了对天然气集输站场、集输管线和隧道泄漏CH4和H2S的高灵敏度、远距离连续监测方案。根据TDLAS系统的需要,本论文基于单片机、DDS及锁相环技术完成了信号发生器的开发设计,实现了正弦、锯齿信号的产生、滤波和倍频功能,满足了波长调制技术的需要;并研究了DFB激光器的相关技术,对激光器输出波长进行了调节,使激光器输出波长与CH4和H2S的吸收线相对应。根据系统噪声特点,介绍了最小二乘线性拟合的数据处理方法,并用此方法对实验数据进行了处理。最后用不同浓度的CH4和H2S对系统进行了测试,证明该方法可行;并在胜利油田进行了连续监测,得到了较好的相关性,有效地解决了高含硫气田开发天然气泄漏检测的技术难题,在含硫天然气开发中具有较好的推广应用前景和较好的经济、社会及环境效益。