在满足气体检测要求的前提下，为了能够使气体检测仪器的小型化以及低功耗，设计了袖珍式红外瓦斯检测仪.以集光源、光路、红外探测器于一体的红外传感模块为核心，修正了传统的气体吸收理论，采用差分式气体吸收技术设计出一种具有低成本、低功耗、低检测下限、高信噪比的袖珍式非线性甲烷检测仪.集成后的仪器采用干电池单电源供电，工作时总电流在150 mA以内、总功耗小于0.9 W，检测仪的电路增益为43.3 dB.实验中进行了单、双通道气体检测实验，采用新配气方法在甲烷爆炸限内进行双通道气体检测实验，得到低检测下限和高灵敏度测试实验，最低检测下限都能够达50 ppm.与传统的壁挂式检测仪器相比，该仪器以手持式的形式完全可以满足检测有害气体的需求.

量子级联激光器(QCL)驱动电源在红外瓦斯检测系统中起着至关重要的作用，研制出具有高稳定性的QCL驱动电源具有十分重要的意义。井下环境温度变化会对用于红外气体检测的QCL的工作稳定性和稳健性产生影响。以温度为切入点，采用分段拟合的方法，研究了驱动电源中各集成芯片和阻性元件因温度变化对激光器驱动电流产生的影响，并在软件中进行相应补偿。利用该驱动电源,在可控温度范围为15 ℃~35 ℃的封闭箱中对中心波长为7.71 μm的QCL进行驱动测试。结果表明，在长时间（大于50 h）测试中，激光器工作稳定，温度引起的驱动电流最大偏差值为7 mA，稳健性能良好。

由于红外混合气体的检测方法要求电源具有驱动群红外量子级联激光器 (QCL) 的能力, 本文设计并研制了一种新型群QCL驱动电源。为了避免驱动电流多路输出的交叉影响, 该电源采用了时分复用控制方案, 并结合高速模拟比例-积分(PI) 反馈, 实现了每一条输出支路电流的独立调节。系统采用脉冲频率调制(PFM)与脉冲宽度调制(PWM)相结合的方法, 改善了驱动脉冲的频率及脉宽特性, 确保了各支路激光器均工作在最佳状态。利用该驱动电源对中国科学院半导体所研制的中心波长分别为4.8, 7.49, 7.71 和10.7 μm的4种QCL进行了驱动测试。结果表明: 在长时间 (220 h) 运行中, 系统驱动电流长期稳定度为4.62×10-6, 线性度为0.029 1%, 满足驱动群量子级联激光器的要求, 为红外混合气体的检测提供了可靠的保障。