气体传感技术是当今传感器技术领域研究的一个重要前沿课题。以半导体激光器或发光二极管作为光源的气体传感技术在灵敏度、选择性、动态范围、信噪比和响应时间等方面比传统方法具有诸多优点。特别是运用光纤技术而构成的光纤传感器因传感头与检测电路和信号处理电路实现完全的电隔离,使系统安全可靠。光纤通信技术的发展使相对低价、工作于常温、高质量的近红外激光器和发光二极管可广泛获得,这些发光光源的发射波长与光纤的三个低损耗窗口相一致,也与许多环境和工业气体的泛频或复合吸收谱线相一致。因此光纤气体传感器可在人和仪器不易进入的高温、有毒有害等危险环境进行远距离遥测遥控,实现在线检测。本文选择一氧化碳（CO）作为被测对象,详细研究了基于近红外吸收的光纤传感的理论和实验方法,为气体的光纤在线检测提供完善的数学模型和设计系统。主要内容如下:从分子结构和分子光谱理论出发,讨论了一氧化碳分子的红外光谱结构,为系统设计选择合适波长提供依据,消除交叉敏感。依据朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律和光学信息处理技术,分析了采用光谱吸收方法通过光纤传输光信号的气体浓度检测机理。分析了波长调制谐波检测技术和差分吸收检测技术两种弱信号检测方法。针对现有实验条件选择差分吸收检测法。从介质光吸收定律入手,建立了差分吸收检测法的数学模型。并推导出时分双光路系统的理论模型。滤光片切换盘的设计使系统在硬件上实现了时分双光路检测,解决了空间双光路检测的局限性,达到消除不同光源造成的差异,同时又提高光功率的目的,从而提高了系统检测的精度。通过对系统结构的研究,设计出基于光谱吸收的光纤气体传感系统,并对该系统的各项性能进行了实验测试,包括光路损耗实验、光纤传感器检测结果实验,实验结果证明该系统的重复性和稳定性较好,能够适应相关的使用环境,系统灵敏度可达2.06×10^-6,使理论设计得到了很好的验证,也为以后研制其它光纤气体传感器进行气体浓度检测提供了很好的理论技术基础。