二氧化硫是大气主要污染物之一,对其浓度的网格化监测是进行二氧化硫污染源预测和治理的首要任务。目前,应用在大气二氧化硫检测中的分析仪器多以电化学传感器方式测量,存在最低检出限高、使用寿命不足等问题,而应用光学传感器的装置则多为进口产品,存在成本高、维护困难,不能满足我国大气网格化监测技术的要求。针对上述问题,本文基于高精度、无污染的紫外荧光法,对微型化大气二氧化硫检测装置的关键技术进行研究。根据光致发光原理对荧光的产生机制进行分析,引入单波长和多波长激发荧光分析理论,建立二氧化硫检测的单元模型。在此基础上推导出激发产生的荧光光强与二氧化硫气体浓度呈正比关系,为后续光路部分和信号采集系统的研究提供理论基础。进行气室结构的微型化优化设计及仿真研究。采用ZEMAX软件对检测装置的光路部分的荧光采集光路进行仿真研究和优化,优化后的光路采集效率提升4.98倍;在检测装置的气路部分增加光沉池,以减缓待测气体在主腔体内的停留时间,并使用FLUENT软件验证了设计的合理性。在此基础上,进行微型化检测装置结构和仪器遮光性、气密性的初步设计。微型化分析装置的电路部分设计和系统软件程序部分设计。硬件电路部分为保证光电转换过程中采集的荧光信号不失真,重点针对光电倍增管数据采集电路进行设计。软件程序的部分以单片机程序、上位机程序的设计为主体。单片机程序的核心部分是模数转换程序、FSMC的存储与读取、网口通讯程序;上位机部分主要包含光电倍增管波形的显示与保存。选则Lab VIEW、Keil u Vision5软件,完成微型化分析设备的硬件与软件设计。利用小波阈值优化变分模态分解算法对二氧化硫检测信号进行了降噪处理。搭建微型化紫外荧光检测平台并完成系统各模块和整体装置的调试。为验证实验装置,进行同浓度和不同浓度实验测试。同一浓度下,装置检测的标准偏差值小于1.76ppb;不同浓度下,波动范围低于6.59ppb,测量的浓度与实际浓度的线性相关系数为0.9945,回程误差均小于1.73ppb。经实验验证各检测结果均符合检测要求,装置设计合理、可行性强。本次研究有利于实现二氧化硫分析设备的微型化,有利于建立网格化的二氧化硫监测系统,为二氧化硫污染源预测和治理提供大量可靠的数据支持。