人类的生产生活离不开气体环境。随着社会经济的发展进步,多种有害气体广泛的存在于诸如大气、生产车间,密闭的舱室等空间中。环境中的有害气体往往难以察觉,不能妥善处理极易导致各种急性中毒事故和慢性中毒损害。及时监测环境中的有害气体变化对于控制大气污染,尽早发现有害气体泄漏,保护人民生命健康有重要的意义。本文面向低浓度有害气体检测中的需要,在分析对比各种不同原理的气体检测技术的前提下,选择电化学技术的气体检测方法,设计实现了低浓度条件下,高精度一氧化碳、二氧化氮有害气体实时检测系统。针对当前低浓度电化学传感器检测技术中存在的噪声问题、传感器标定问题以及交叉干扰等问题进行了研究了。论文的主要工作如下:1.广泛了解国内外有害气体控制标准的基础上,调研国内外电化学气体传感器的技术指标,完成检测系统的传感器选型。针对不同结构电化学传感器设计开发了通用于不同结构的电化学传感器硬件系统。硬件系统包括:可通用于还原性和氧化性气体的两电极、三电极、四电极传感器恒电位驱动模块、跨阻放大电流检测电路模块、电位调整电路、A/D转换电路、硬件供电电源模块和用于数据采集的微控制器部分。硬件部分经实验调试,能够正确驱动传感器工作,经过验证满足设计要求。2.针对高精度电化学传感器在低浓度有害气体检测问题中存在噪声影响的问题,通过理论分析了噪声存在的可能原因,并进行实验验证,在此基础上提出一种基于卡尔曼-小波滤波的电化学气体传感器滤波方法。并对比了该方法与均值滤波、中值滤波等传统滤波方法的效果。对比实验结果表明,卡尔曼-小波滤波相比与其他滤波方法能较好的滤除噪声。3.针对有害气体传感器标定实验中可能存在的问题,提出并设计了基于生态环境部数据中心大气污染监测数据,与传感器检测数据进行拟合的传感器标定实验方法,使用本文提出的标定实验方法对传感器进行了标定,该实验方法在完成传感器标定工作的同时,降低了对高精度配气设备的要求,同时避免了标定过程中有害气体污染等问题。使用该方法标定的三电极一氧化碳传感器测量值与真实值24小时内均方根误差0.0648mg·m-3,四电极一氧化碳传感器测量值与真实值24小时内均方根误差0.0860mg·m-3,四电极二氧化氮传感器在臭氧浓度低于20μg·m-3的条件下测量值与真实值24小时内均方根误差9.5963μg·m-3。4.针对电化学二氧化氮传感器存在较强臭氧干扰的问题。本文通过分析传感器结构和交叉干扰的化学反应机理,在此基础上提出了基于多传感器融合技术的电化学二氧化氮传感器臭氧交叉干扰补偿的方法。通过实验证明了该方法有效的补偿了臭氧对二氧化氮传感器的干扰,补偿后二氧化氮测量值与真实值在存在臭氧干扰条件下24小时内均方根误差18.98μg·m-3,好于未补偿条件下均方根误差68.09μg·m-3。