本文在参考国内外多种测量方法的基础上，对甲烷气体近红外吸收谱线和光纤气体传感理论进行了研究，设计了一套基于红外光谱吸收测量方法的全光纤气体监测系统。首先根据系统的实际工作环境和测量精度的要求，分析和比较了多种气体浓度测量方法，选择了光谱吸收法对气体浓度进行测量，并给出了气体近红外选择性吸收的理论依据。通过对甲烷气体在近红外吸收谱线的研究，考虑到传输光纤的衰减特性和窄带激光器产品在近红外波段的具体情况，确定了甲烷气体的吸收谱线及所设计光学部分的器件。在信号调理部分，设计了以锁定放大器为核心的微弱信号检测电路，利用光源调制产生的一次谐波与二次谐波实现气体浓度的谐波检测，并推导了谐波检测的数学模型。在数据处理部分，应用数据采集卡完成数据的采集和模数转换，建立了基于PC的数据处理系统。应用虚拟仪器图形化编程软件LabVIEW对数据采集、数据处理、测量结果显示和报警进行控制。最后根据所在实验室现有的实验条件和仪器设备，对所设计系统的部分单元进行了实验，实验结果验证了设计理论，证明本气体浓度测量系统真实可行。