光纤传感技术以其抗电磁干扰、电绝缘、灵敏度高、分布式等优点,近年来在机械、航空航天、石油化工等领域的在线检测、故障诊断等方面得到卓有成效的发展和推广。光纤气体传感器作为光纤传感技术的一个重要分支,也越来越多被应用到这些领域进行气体检测。因而,对于光纤气体传感器的研究,具有很大的学术价值和应用前景。本课题以光谱吸收型气体检测技术和基于合成光学相干函数的光相干域反射仪为主要研究对象,搭建了一套针对甲烷气体的传感系统。该系统新颖地将光相干域反射仪技术应用于气体检测,具有安全、远程监测、快速响应、灵敏度高和多点复用等优势,尤其适合于应用到煤矿、石油化工等环境危险、条件恶劣场合下的气体预警系统。本研究以光相干域反射仪为检测工具,通过测量反射光强的衰减来解调出气体浓度变化,同时对多个传感探头进行定位,实现对甲烷气体浓度的实时远程多点监测。实验中在5 km的光纤末端串联三个气室,向气室中缓慢通入不同浓度(0.5%-4%vol.)的甲烷气体。实验结果表明,系统可检测的最小气体浓度为0.1 vol.%,远低于甲烷气体的爆炸下限(4.9 vol.%),并且系统的稳定性在一定条件下满足目标要求,提出的方案有效性得到很好的验证。