近年来,随着人们生活水平的提高,对石油的需求日益剧增,石油制品已经应用到生活的方方面面,但石油制品中汽油挥发的油气是环境污染的一个重要的因素。长期接触油气中的环烷烃或者芳香烃等不仅会使人呼吸问题,还会诱发多种癌症,另外,汽油储运的过程中,挥发的油气容易导致爆炸等严重事故,造成巨大损失。油气浓度的测量对石油的存储与加工具有重要的意义。通过比较常用的油气浓度检测的方法,本课题基于非分光红外原理设计了高精度的非分光红外油气传感器对油气浓度进行检测,红外吸收方法具有精度高、响应速度快、操作简单等优点。本文通过对红外原理的分析,提出了传感器总体设计方案,并围绕方案展开了对系统光路结构和硬件结构的研究与设计。其中,对光路部分中的红外光源、红外探测器、滤光片和硬件部分中的MCU、存储芯片、滤波芯片等器件进行选型;提出新的气室设计方案,为了减小传感器系统的体积,将气室设计为反射式光源结构;根据红外光源和红外探测器工作原理,设计了红外光源驱动电路,以提高红外光源的稳定性。为了提高传感器系统的稳定性,本文搭建了传感器测试平台,测得大量所设计传感器的实验数据。首先,在常温下测试传感器的工作情况,并根据测试结果对传感器进行数据拟合,得到常温下油气浓度与传感器输出的关系;然后,测试传感器在不同温度下的输出,并研究了温度对传感器系统的影响,最后对传感器进行了温度补偿。实验表明,温度补偿可以消除温度对传感器的影响,提高了传感器的稳定性。本文设计的传感器在不同温度下的测量精度均达到预期目标,传感器适应性较好,并具有一定的便携性。