我国很早就有煤炭,煤炭本身就具有很强的自燃性,在多样化的煤田开采中极易发生自然且自燃煤层的矿区分布较广。而煤自燃早期预测预报是防治煤层自燃的关键,乙烯对于煤炭火灾的预测测量其温度范围小,我们只需要判定是否在这个温度范围内便可提前预测煤炭井下火灾的提前预知,所以将乙烯作为井下预测火灾的重要指标气体,它是最理想的煤炭火灾中期预测预报指标气体。利用基于可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)的气体检测技术可实现准确度高、响应速度快,且在不需要采样的同时便可实现多参数同时检测和无需手动标定等优势,成为实时在线检测气体方法中发展速度最快的1种。本文研究的主要目的是开发出适用于井下的痕量气体乙烯检测系统,以期实现能达到1 × 1 0-6以下检出限的超痕量气体检测系统。而同时其他痕量气体的检测也大多数可以在本系统中实行,说明了本系统具有很强的适用性,同时对痕量气体检测起到了参考作用。通过对气体分子吸收光谱本身特性的研究进行分析并利用波长调制法通过在激光器驱动电流上加载高频调制信号而实现对激光输出频率的调制,并对调制系数及调制频率进行优选,并从仿真出的二次谐波的波形图中完成在1626.03nm处的二次谐波峰值的浓度拟合,并从中推导出之间的拟合关系式;并利用小波变换方法实现噪声去除和基线校正两个问题的同时解决;并通过实验的方式对乙烯气体吸收谱线受温度和压强的影响的变化趋势进行分析,并从中找出修正办法。通过对系统的发射与接收单元、长光程吸收池和电路系统3分进行了设计;同时设计了可进行光程长度的具有White池结构的长光程吸收池;最终完成了整个系统的设计。最后通过对系统的检测精度、本安性能、电磁兼容性能3方面做了效能测试。在检测精度方面通过与气相色谱仪的对比试验,实现对4×10-6乙烯气体的稳定检出;利用100×10-6标准乙烯气体和配气系统,在不同浓度下对系统的稳定性进行了测试,结果显示稳定后浓度的偏差小于2×10-6;通过重复性实验发现结果都小于1×10-6。为保证系统适用于井下易燃、易爆环境,对系统做了过流、过压实验及短路试验,在国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心顺利通过了 5种情况的火花放电实验;通过静电放电抗扰度试验、工频磁场抗扰度试验、快速瞬变脉冲群抗扰度试验及模拟震动槽中及模拟矿井环境综合测试装置对研制的系统样机进行的抗干扰能力测试,验证了系统的电磁兼容性能。