煤矿开采时煤层瓦斯气体会泄漏出来,瓦斯是以烷烃为主的混合气体,其中含量最高的是甲烷。在一定条件下瓦斯会产生爆炸事故,且煤尘燃烧初期通常伴有一氧化碳,甲烷和一氧化碳均危害开采人员。红外气体检测仪可实时监测矿井甲烷和一氧化碳气体浓度,预防煤矿火灾,减少矿井危险情况。目前,基于TDLAS技术的红外气体检测仪具有高灵敏度、低检测下限等优势。TDLAS检测仪包括光学系统和电学系统,仪器故障时产生的电火花或热效应可能引起瓦斯爆炸,这对检测仪的电路有严格标准,要求是本质安全型仪器。因此,针对煤矿甲烷及一氧化碳的红外气体检测仪的电学系统应满足本质安全设计的要求。首先,本文介绍了选题的背景和研究意义,说明了研制检测仪电学系统的必要性,介绍了红外气体检测技术及本质安全型设备的发展情况,并分析了研究现状。然后,本文介绍了红外气体检测技术中的TDLAS技术,以及本质安全原理,包括红外吸收光谱原理、朗伯-比尔定律、直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术,和本质安全电路设计的原则。接着,重点阐述了检测仪电学系统的设计流程,包括各个硬件电路功能模块的设计以及软件开发程序。最后,集成了电学系统,并利用甲烷和一氧化碳气体分别进行系统稳定性实验、电学系统的功能验证性实验,监测人员可在交互界面观测到激光器工作温度、激光器工作电流,气体吸收池温度、湿度,甲烷、一氧化碳气体浓度数值及动态变化曲线。