随着环境的不断恶化，人类已经逐步意识到保护环境的重要性和必要性。甲烷作为继二氧化碳之后对地球温室效应具有重大影响的气体，虽然在空气中的含量远低于CO2的含量，但温室效应有26%是由于甲烷引起的，等量的甲烷对温室效应的作用是CO2的22倍。因此，实现甲烷气体浓度的实时在线测量对保护环境具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）由于具有高分辨率、高灵敏度和良好选择性等特点，使之成为痕量气体快速、在线分析的有效方法之一，尤以其中的波长调制技术在大气化学研究和污染气体监测领域中得到了实际应用。本系统的主要研究内容如下：（1）分析了TDLAS技术的优势以及其应用于甲烷气体监测系统中的可行性。（2）讨论了分子吸收光谱学的基本原理和TDLAS技术具体的实现方法，并着重阐述了波长调制技术与二次谐波检测技术的工作原理。（3）介绍了甲烷气体监测系统的构成，包括器件选择和对相关模块进行电路设计，如扫描电路与调制电路、光电检测电路、锁相放大电路、信号采集电路等。（4）介绍系统的总体软件设计，分析系统的噪声来源，讨论了浓度反演方法和滤波算法的实现。