该文研究的光纤氢气传感器,对高精度气体传感器的设计具有一定的理论意义.该文首先综述了氢气检测技术的发展过程和现状,分析了现有氢气传感技术的优缺点.结合变压器油中氢气检测的特点,阐述了光纤氢气传感器的优越性,并分析了这种传感器实现的可能性.由于目前光纤气体传感技术还没有系统的理论,该文根据以往的光谱吸收型光纤气体传感系统,总结出差分吸收与差动吸收等几种光谱吸收型光纤气体检测方法.并详细分析了光谱吸收型光纤气体传感系统中可能存在的干扰,分析了差分吸收等几种技术在抗干扰与精度方面的性能特点.最后根据差动吸收原理,提出一种在线检测变压器油中氢气浓度的光纤传感方法.变压器绝缘油中氢气的膜分离技术是近年来出现的一门技术,由于各方面原因,目前仍未出现完善的数学模型.该文考虑到变压器油中多种故障气体同时存在的情况下,推导出检测气室中氢气浓度与变压器油中氢气浓度之间的数学关系式.根据油气分离表达式,确定了传感器所需达到的灵敏度.该文对低浓度氢气的吸收光谱曲线做了理论上的分析,并计算出氢气在检测光谱段的吸收系数.该文利用半导体激光器与石英光纤构造出光路系统.根据系统要求,设计加工了气室.阐述了半导体激光器驱动的特点,搭建了一套带软启动的恒流半导体激光器驱动电路.并根据系统要求,搭建了前置放大、差分放大与除法电路.