大型厂矿排放的易燃、易爆、有毒、有害气体严重威胁到了人类的生存环境和人身安全,对这些气体进行快速、实时检测对安全生产、有害气体的再利用及环境保护都具有重要的意义。本文以一氧化碳的在线检测为目标,系统地分析了测量原理和整个仪器的实现方法,并以此为基础制成了实验样机,该样机具有灵敏度高,响应速度快,防燃防爆,防电磁干扰等优点。本文分析了系统实现的最基本的理论基础:气体分子的选择性吸收理论和朗伯—比尔定律。指出可以根据气体的特征吸收波长的不同来区别不同气体,同时还可以根据吸收程度来推算被测气体的浓度。另外还对谱线加宽的机理、谱线宽度、谱线强度等系统相关知识做了简要分析。分析了一氧化碳及常见背景气体的吸收谱线,指出了适合本项目的吸收峰的中心波长为1.57μm。分析了一氧化碳检测系统的数学模型,重点分析了谐波检测的实现方法,指出了气体浓度正比于二次谐波,并可以用二次谐波与一次谐波的比值来消除光源不稳定等因素造成的系统误差。分析了气体温度和压力对吸收系数的影响。分析了整个仪器的物理实现电路,对激光器驱动和以锁相放大器为核心的电路做了重点分析,并对其中部分重要电路进行了理论分析或者仿真分析,同时还分析了与电路配套的软件的实现流程。简单地分析了实现仪器人机交互的硬件与软件。最后对仪器样机进行了实验分析,验证了整个方案的可行性,同时对仪器样机中存在的问题提出了解决办法。