随着我国经济的飞速发展,能源的需求量日渐增长,煤炭在我国的能源结构中有着无法撼动的地位。瓦斯是煤矿开采中各种有害气体的总称,其最主要的成分是CH₄与CO₂,瓦斯浓度过大易造成爆炸或人员窒息,为保证煤矿开采时工作人员的安全,对两种气体浓度进行检测至关重要。本文基于非分光红外技术（NDIR）开发了一款高精度、低成本、小型化的双组分气体传感系统,具体研究如下:在光学气室的设计中,利用Solid Works完成了包括直射式、反射式、双椭球式三种不同气室结构的3D建模,并利用光学软件Light Tools对其内腔中光路的传输进行了光学仿真与对比分析,进行了参数的确定,在绘制气室3D模型图的基础上采用3D打印技术制得气室模型。在硬件电路设计中,完成了供电电路、电压调理电路以及光源驱动电路的设计。通过结合外接电压与单片机定时器输出的方波脉冲,实现了光源的调制;红外探测器输出的电压信号经过放大、滤波处理达到可被微处理器识别的阈值;微处理器通过拟合函数可将电压数据转换为浓度信息,并传输至上位机系统。上位机系统部分,使用Qt平台实现计算机与微处理器的信息交互。结合单片机内置的可实现信息传输的串行通信模块,选定串口通信协议为RS232,通过串口数据的读取,在上位机数据采集界面实现了数据显示、浓度时间曲线的绘制等功能。搭建了双组分气体传感器测试平台的搭建,进行了精度测试、重复性实验以及稳定性测试。测试结果显示:本次设计的双组分气体传感器在0-2000 ppm量程范围内相对误差均控制在4.5%以内,且具有较好的重复性与稳定性,可满足双组分气体检测的实际应用需求。