随着我国能源结构的改革,天然气在国民生产生活中的比重逐渐增多,然而由于天然气泄漏而引起的事故频频发生,已经对天然气的进一步推广普及产生制约作用。天然气中的主要成分为甲烷,天然气与氧气混合气体中甲烷气体的含量是引起天然气爆炸事故的重要因素。因此,研制能够实时监测天然气泄漏的设备对于保障人民生命财产安全有着重要的现实意义。论文首先对常用的天然气检测方法和锁相放大技术的国内外研究现状进行介绍。通过对比各种方法的优缺点,为了更好的实现天然气监测功能设计了一套基于可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)的天然气遥测系统,该系统采用分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为激光单色光源,结合数字锁相放大技术对谐波检测法在天然气遥测过程中的应用进行分析。其次,研究了天然气遥测系统的硬件电路设计以及程序设计。论文重点对天然气遥测系统中的激光器驱动电路,激光器温控电路,基于FPGA的数字锁相放大技术等关键技术进行研究。同时,设计了 A/D信号采集模块、D/A转换模块等信号处理电路。使用FPGA内集成的NiosⅡ软核设计了用于天然气浓度反演的算法,来实现天然气遥测系统中天然气浓度信息的计算。最后,我们对采用谐波检测法的天然气遥测系统设计方案进行天然气中甲烷气体吸收实验,对系统硬件电路进行了重复性、稳定性实验。对系统程序进行了稳定性实验。实验结果与理论分析相一致。通过分析表明系统在天然气遥测中的灵敏度为0.0010uw/ppm、分辨率达到 20ppm.m。