随着现代化工业的飞速发展，大量工业废水未经处理就排入海洋，导致海洋富营养化问题日趋严重，由此引发的赤潮已经成为全球所面临的自然灾害。赤潮是由藻类植物在特定环境下爆发性的繁殖造成的，海水中叶绿素a含量可以反映出水中藻类植物的数量，因此叶绿素a浓度已经成为评价水质营养化程度的重要参数。本文对具有低功耗、便携化的海水叶绿素浓度检测系统进行研究，实现系统的实时在线测量。首先，详细介绍了叶绿素a荧光的发光原理以及荧光的激发光谱和发射光谱的特征，重点研究了荧光分析法的测量原理，通过推导得出叶绿素a浓度与荧光强度之间的关系。其次，结合国外先进产品的结构特点以及本系统低功耗、便携化的设计目标，设计了合理的荧光激发与接收光路，以LED和光电二极管作为光源和光敏器件，同时选择了与荧光波长相同的干涉滤光片来滤除杂散光。再次，设计了完整的荧光检测及信号处理电路，包括LED驱动控制模块，前置滤波放大模块，模数转换模块和串口通信模块四部分，并通过软件设计使各个模块有序的工作。重点介绍了数字式多点平均技术的原理以及利用多点平均法提取微弱荧光信号的实现过程。最后，对叶绿素的吸收光谱及荧光的发射光谱进行了测定，并利用不同驱动电流的激发光对叶绿素乙醇溶液进行测量，分别得到了叶绿素浓度与荧光强度的线性关系曲线，并计算得到各自的检出限与检出下限，通过对测量结果的分析说明了针对不同浓度的水体通过调节激发光强度可以有效地提高测量精度。