本文研究了基于光谱吸收特性的光纤甲烷气体传感器及其检测系统。由于分子结构的不同，每种气体分子都有其固有的吸收光谱，当光源的发射光波长与气体的吸收光波长相等或相近时，光通过气体时就会发生强烈吸收，其吸收强度与该气体的浓度有关，通过测量输出光强度就可以测量气体的浓度。详细阐述了检测甲烷气体浓度的常用方法：载体催化法、光干涉法、光声光谱法、谐波检测法以及差分吸收法，通过分析和比较这些方法，了解各种方法的优点与不足，并从甲烷检测技术的现状与发展需求来考虑，我们选择光谱吸收法作为研究对象。通过对气体近红外选择性吸收的理论分析和甲烷气体在近红外吸收谱线的研究，考虑到传输光纤的低损耗特性，确定了甲烷气体的吸收谱线。实验中，我们利用双波长单光路的差分检测方法，选用发光二极管(LED)作为系统光源，设计了滤波片盘，通过步进电机驱动实现了差分吸收检测，消除了由于光源不稳定和光电器件零漂等因素对系统的部分影响，达到甲烷气体的更为稳定的实时连续检测。电路上，采用高速数据采集卡组成了一套实验用光纤气体传感器系统，在硬件电路调试的同时，还设计了专用的Labview虚拟系统，来实现分析数据和采集波形的可视化输出，方便研究和测试。本文提出了理论设计思路，完成了相关的硬件设计与调试，分析了实验数据，验证了系统性能。