天然气水合物是由水和天然气组成的类冰晶化合物,其主要成分以甲烷（CH₄）为主。甲烷是一种重要的温室气体,对温室效应的影响是二氧化碳的21倍。研究表明,全世界90%以上的天然气水合物分布于海洋中,而天然气水合物的分解是海水中甲烷的主要来源,检测海水中甲烷浓度异常变化对天然气水合物的勘探开发十分重要。海底观测网被认为观测海洋的“第三平台”,能够实现全天候、综合性、长期连续实时观测海洋内部过程及其相互关系。因此,研发基于海底观测网的海水甲烷原位探测系统在海洋环境监测和新能源勘探开发中既具有现实意义,又有时代需求紧迫性。本论文依托国家863计划海洋技术领域“应用于海底长期观测网的新型海洋化学传感器”课题所属的“深海甲烷系列浓度高精度探测传感器系统”子课题项目,研制一种能够实时、长期、连续观测海水甲烷浓度的仪器。论文在研究调研海底观测网和海水溶解甲烷传感器现状的基础上,根据甲烷传感器设计原理和任务需求,将传感器内部结构设计为:降压稳流系统、气液分离系统、气态烃检测系统、信号采集系统和增压排液系统,并且设计以超高压排液泵、储液池和探针组合的增压排液系统以保证传感器功能的顺利实施。研制了“可调温压溶液制备器”,用于模拟深海环境中海洋流体性状及供给,为仪器研制实验环境的建立提供了技术保障。论文的重要贡献:完成了甲烷传感器控制系统设计,通过海洋条件实验研究,优化了传感器工作流程,完成了参数选择。参加完成了研制仪器的近岸海底原位试验和接驳测试试验,成功获得了海水中溶解甲烷组分数据,验证了系统设计的合理性和科学性。根据实验过程中出现的问题和测试结果对仪器的后续研发工作提出建议。