光谱吸收法是对甲烷浓度检测的一种有效手段，通过棱镜气室结合光子晶体光纤的应用实现光谱吸收法对甲烷浓度的高精度在线检测。但在检测过程中，由于环境中温度、压强以及系统本身设备的影响，使得接收的信号中包含大量的噪声。支持向量机(SVM)具有泛化能力强和寻求全局最优点的特点，被用于甲烷浓度检测的信号处理。Matlab实验结果表明，使用SVM原理滤波能有效地滤除噪声，把有效的信号分离出来，并用信噪比评估去噪效果。使用该方法滤波能够使信噪比达到130 dB以上，与传统的小波降噪相比有很大的提高，能达到理想的去噪目的。

在消光法气体浓度检测中，使用了两个相同的直角棱镜增大透射光束在气体中的光程，利用其对光束的全反射特性提高了气室的检测灵敏度；使用凸透镜对旁轴光束聚焦，解决了二次测量中输出光束平移问题；给出了旁轴光束条件下光束的传输特性方程及灵敏度的定性表达，并对灵敏度进行了仿真分析；使用单波长测量法对气体浓度进行了计算，并分析了系统误差。

综合运用棱镜气室与谐波检测技术, 构建了适用于宽广浓度范围内的光纤甲烷检测系统。 以大气环境为背景, 基于比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律在气体弱吸收时的近似表述, 利用背景扣除和比值处理技术, 实现了常压下甲烷不同浓度水平(0～20%)的检测。 利用渐变折射率透镜(GRIN)气室测量了甲烷在不同浓度时的直接吸收谱, 结合现有DFB-LD光源选择甲烷2ν3带的R5支(1 648.212 nm)作为被测吸收峰。 在不同浓度气体配置过程中, 进行了系统的在线实验, 结果表明系统示值与浓度变化间线性良好, 而且系统的稳定性和动态响应特性比较理想。 该系统可根据不同现场环境的甲烷浓度水平, 选择适当强度的吸收线, 通过步进电机调节棱镜中线间的距离, 进而改变气室内有效吸收光程, 拓展了仪器的应用领域, 可作为煤矿巷道或天然气管道沿线的瓦斯监测仪器。

棱镜气室相较于传统渐变折射率透镜(GRIN)气室在灵敏度调节性及抑制干涉噪声方面优势明显。基于比尔朗伯(Beer-Lambert)定律在气体弱吸收时的近似表述,以大气环境为背景,利用背景扣除和谐波检测技术,实现了常压下甲烷不同体积分数水平(0-20 %)的检测。依据实测的甲烷在不同体积分数时的直接吸收谱,结合现有分布反馈式激光二极管(DFB-LD)光源选择2ν3带的R5支(1648.212 nm)作为被测吸收峰。气体配置过程中的在线实验表明系统示值与体积分数变化间线性关系良好,而且系统的稳定性和动态响应特性理想。该系统可根据不同现场环境的甲烷体积分数水平,通过步进电机调节气室内有效吸收光程,动态调整系统灵敏度,可作为煤矿巷道或天然气管道沿线的瓦斯监测仪器。