CH4在大气化学和温室效应中起着重要的作用,然而在各种类型的矿难事故中,由瓦斯爆炸引起的矿难事故发生概率最高。瓦斯是一种可燃的气体,主要成分是CH4,由于甲烷与空气中的氧气在一定的浓度比值下会发生化学反应,所以CH4在高浓度的情况下会使空气中氧分压降低。这种现象会引起缺氧窒息甚至会致人死亡。同时,CH4在空气中体积分数达到5%-15%时遇明火就会发生爆炸,当CH4的体积分数超过9.5%时爆炸最强烈。因此甲烷的检测不仅对日常的生活而且对环境保护都有很重要的意义。本课题设计一种新型的主要以矿井下CH4作为检测目标的基于非分光红外的CH4浓度检测系统。在这个目标之下完成对整个系统的硬件和软件的设计、制作、调试和实验。本文主要研究内容包括研究CH4气体红外光谱的吸收原理,在朗伯比尔定律的基础上选择IRL715作为合适的红外光源和PK公司生产的PYS3228G5.2/G20热释电红外探测器,经过分析选择合适的光源调制方法。设计出一种新型的非分光红外CH4浓度检测系统。然后根据硬件需求设计光源驱动电路,单片机供电电路,信号放大电路,USB转串口模块电路,液晶显示电路,GPRS数据无线传输模块电路等。用MSP430F169单片机采用C语言在IAR EW430集成环境中进行信号采集、滤波、数据处理等单片机程序的软件编程。在完成整个电路以及软件设计的基础上,对甲烷浓度检测仪进行标定,并且做实验测的在本课题仪器量程为0～4%时,得到最大绝对误差小于0.2%,相对标准偏差小于3%,响应时间小于15s。