石英音叉增强型光声光谱技术是近些年发展的一种新型光声探测技术，它具有抗干扰能力强、探测单元小、灵敏度高、无波长选择等优点，使得其可以用于很多痕量气体的检测。甲烷是一种常见的易燃易爆气体，是重要的温室气体，同时也是煤矿瓦斯主要成分。利用石英增强光声光谱技术结合线宽窄、体积小、可室温工作的分布反馈式(DFB)半导体激光器，在实际环境中进行痕量甲烷的准确探测有着重要意义。在实际大气应用环境中，由于环境湿度有较大的变化，石英音叉增强光声探测受湿度的影响较大，会造成检测的精度有很大的改变。本文从实际应用角度出发，详细研究了水汽浓度对甲烷光声驰豫和音叉性能的影响。　　 论文的工作主要包括:　　 (1)利用高精度湿度计与质量流量控制器，设计和建立了一套基于鼓泡法的湿度控制装置和一套可以在定量湿度下进行流动甲烷信号检测的QEPAS测量装置。甲烷信号检测装置是采用双管同轴QEPAS构型，利用该装置开展了不同湿度下甲烷QEPAS信号的变化研究。　　 (2)利用位于水汽吸收波段的DFB激光器作为光源，优化了建立的QEPAS甲烷检测装置，共振管使光声信号增强了24倍，系统的等效噪声系数达到NNEA=5.2×10-9cm-1W/Hz1/2.　　 (3)在建立的石英增强光声光谱甲烷测量系统基础上，利用中心波长位于1.65μm的分布反馈式(DFB)半导体激光器作为光源，结合鼓泡法和高精度湿度计进行湿度控制，在流动模式下进行了不同湿度下甲烷信号的测量，包括表征驰豫影响的归一化2f信号和表征音叉性能的Q值及共振频率。实验研究表明该系统的甲烷探测极限为0.8ppmv（1σ，1s积分时间），系统归一化等效噪声吸收系数NNEA=6.4×10-9cm-1W/Hz1/2。研究结果表明水汽浓度对实际检测中甲烷光声驰豫和音叉性能有着较为明显的影响，在实际应用时应当对其进行测定水汽校准曲线，同时系统要能够自动调整工作频率，以保证仪器具有最大的探测灵敏度。