为克服传统光干涉式甲烷测定器存在肉眼辨别零级条纹所在目镜标尺位置容易产生人为误差的缺点，以及研究温度和非甲烷气体因素对光干涉式甲烷测定器性能的影响，选择光电转化器件CCD替代原目镜标尺结构，在CCD获取干涉条纹灰度信息的基础上，采用峰值提取结合高斯拟合来精确定位零级条纹，线性拟合1%、4%、7%、10%甲烷浓度情况时的零级条纹位移量与甲烷浓度的关系式，并选取了0.494%、0.994%、1.49%和3.94%四种浓度甲烷标气进行测量精度和测量稳定性实验；设置了温度漂移实验，根据零点温度漂移曲线进行了二次项温度补偿；理论推导了二氧化碳等煤矿井下常见的非甲烷气体的测定器测量值，并进行了标准气体测试实验。研究结果表明：拟合得到的浓度计算关系式决定系数R2为0.9987，线性度与理论公式基本一致，可利用未知甲烷浓度引起的位移量来自动计算出甲烷浓度值，且实验结果证明改进后的光干涉式甲烷测定器的测量精度较高、测量稳定性较好，优于煤炭行业标准要求。经过二次项补偿后零值受温度影响较小，漂移值基本集中于±0.05%。检测气样中每增加1%二氧化碳会导致甲烷测量值增加1.033%，标准空气中每减少1%氧气会导致甲烷测量值增加0.18%。改进后的光干涉式甲烷测定器与传统测定器相比，实现了零级条纹的自动定位与数字化处理，克服了主观影响大的缺点，提高了测量精度，并减小温度漂移造成的测量误差。