挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)大多有毒且易爆,一定浓度的VOCs会严重污染环境并影响人们的身体健康。目前光离子化技术在挥发性有机物的检测方面得到快速发展,各种各样的光离子化检测系统在国内外研究室被建立起来,并且不断被改进和优化,包括对电离室结构的改进、微弱信号放大电路的设计和仪器功能的丰富等。本文基于光离子化技术的原理,设计了一款便携式的光离子化检测器(Photoionization Detector,PID),并对其性能进行了测试。本文从光离子化技术的原理出发,通过理论和仿真并结合实际情况确定了系统中电离室部分的各项参数。电极板间的距离等于紫外灯的直径,约为6 mm,电极板的材料为不锈钢。电离腔的深度约为10 mm,电离腔的加工材料为聚四氟乙烯。电离源选用的是德国Heraeus公司的电离能为10.6 eV的真空紫外灯,电离室的结构确定为轴向流动式。为了检测电离VOCs所产生的微电流,设计了对数式微电流检测电路。通过对数放大器与STM32F103ZET6相结合,实现了对微电流信号的宽范围采集与显示,并利用STM32F103ZET6产生PWM波实现了对微型吸气泵吸入气体流速的控制。设计了整个检测系统的电源管理模块,确定了12 V/1 A为唯一的电源输入端,减小了整个检测电路模块的体积。采用限幅滤波和递推平均滤波相结合的算法,降低了信号的干扰。以微处理器STM32F103ZET6控制核心,为系统设计了电子时钟、温湿度监测、声光报警、SD卡存储等功能模块,极大地丰富了整个检测系统的功能。利用Solidworks2016绘制出电离室的结构图并进行加工,利用Altium designer16绘制出微电流检测、电源管理、检测系统等各项功能模块的PCB结构图并进行打样。搭建实验平台,优化了VOCs气体的流速和极板电压,确定了气体流速为200mL/min,极板电压为200 V。测试了所设计光离子化检测系统的性能参数,实验测得系统的响应时间约为4~6 s,检测下限约为1.910 ppm。系统测量同种浓度异丁烯气体的稳定性良好,短期测试和长期测试的重复性分别达到±1.37%和±2.28%。系统采用异丁烯气体进行标定,在其浓度为0~2000 ppm范围内,多次实验得到了系统的定标曲线。将定标曲线分三段(0~178.5 ppm、178.5~657.7 ppm、657.7~2000 ppm)进行线性拟合,拟合优度良好,分别为0.982、0.985和0.969。在0~178.5 ppm范围内,系统检测的灵敏度为13.39 pA/ppm。将所设计系统应用于丙酮和乙醇的检测,系统有明显的响应,所设计系统可以应用于其它种类的挥发性有机物检测。