甲烷是瓦斯的主要成分,当空气中甲烷浓度达到瓦斯爆炸极限时遇到明火或高温热源会发生爆炸。近年来,瓦斯爆炸事故不仅给国家企业和个人财产带来巨大的损失,还带来重大的社会安全隐患。因此,及时、精确地测量甲烷浓度对预防瓦斯爆炸和矿井安全生产有着极为重要的意义。在甲烷浓度测量过程中,外界环境干扰、气室不稳定等因素会使系统测量产生误差。针对这些问题,本文以甲烷气体浓度的精确检测为目的,结合光纤光栅传感技术与红外光谱吸收原理设计了一套适用于低浓度甲烷气体测量的检测系统,实现了对甲烷气体精确、稳定的测量,满足实际的工程需求。本文主要工作如下:1、以朗伯-比尔定律为理论基础,根据甲烷的光谱吸收理论结合现有光源的带宽选择甲烷2ν3带的R（4）支中第二条吸收线作为被测吸收峰。根据光纤光栅的温度敏感特性和滤波特性,在测量系统中加入参考光栅,代替传统测量方法中的滤光片,解决了温度变化影响气体浓度精确测量的问题。2、使用SOLIDWORKS软件对气室的整体结构进行设计,再运用ZEMAX软件对气室中的光路进行模拟和优化,得到气室对甲烷近红外激光的耦合效率达到93.2%,通过实验测得气室对甲烷近红外激光实际的耦合效率达到92.8%,完成了高耦合效率和高稳定性气室的设计。3、根据系统的检测方法,结合实际情况,确定了测量系统各个模块的器件选型,结合系统的器件选型,完成了测量系统的光路和软件功能模块的设计。4、搭建测量系统,进行系统的标定,在原有标定方案的基础上,加入温度补偿算法,然后进行光纤链路损耗实验、光纤光栅解调仪测试实验和系统对比测量实验,证明测量系统设计的可行性后,再进行气体浓度测量和系统技术指标的计算。测量结果表明,测量系统的灵敏度为0.02m V/ppm,测量系统的稳定度为0.12%,最大测量相对误差为0.149%,系统测量的示值与理论值基本一致,测量系统具有灵敏度高、稳定性好、精度高、重复性好等优点。