光离子气体传感器(Photo Ionization Detector,简称PID)是一种具有极高灵敏度,用途广泛的检测器,可以检测从极低浓度的10ppb到较高浓度的10000ppm(1%)的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOC)和其它有毒气体。与传统检测方法相比,它具有便携式,精度高(ppm级),响应快,可以连续测试等优点。它可以为工作人员提供实时的信息反馈,这种反馈可以使检测人员确认他们处于没有暴露于危险化学品之中的安全状态,从而可以更好的保护检测人员。目前光离子传感器已广泛应用于各种有机化学品检测中,特别在灾区事故泄漏检测、事故区域确认和泄漏物确认方面发挥着重要作用。本论文在介绍紫外气体检测的经验基础上,完成了基于PID原理的紫外气体探测器的系统设计,并对气体检测原型机进行了初步的标定实验,取得了较好的结果。文中对气体传感器的系统设计,紫外灯的驱动电路设计,气体信号检测的方法,电离室设计、信号处理电路设计等方面做了详细的阐述。本文详细分析了光离子化效应,当样品池光程足够短,样品浓度足够低,被测物质浓度才与光离子化电流成线性关系,可以用作气体检测。在广泛调研、实验的基础上,设计了一种响应迅速,气密性好,信号稳定的电离室。本文设计了一种针对气体检测的专业紫外灯的激发方式,该激发方式通过改变控制信号可以实时调整紫外灯功率,保证了传感器的一致性。并通过EWB电路仿真,设计了两路100K,1500VAC输出,作为其驱动电路。针对传感器的输出信号特征,经过实验,设计了传感器的微弱信号检测电路,实现了信号提取和放大,并设计模拟滤波电路,进行信号的初步滤波。本论文重点介绍了探测系统的总体设计思想、系统的微弱信号检测技术以及检测系统的软、硬件设计,对如何应用高集成度混合型芯片作微控制器,来完成数据的采集、处理判断、数字滤波等一系列功能作了重点的分析和阐述。此外,本文还介绍了传感器的周边元件,如风扇驱动,电源等的电路设计。本文针对防爆国家标准,设计了传感器的外壳模具,介绍了与此设计相关的防爆,防水,防尘,防辐射方面的内容。最后对传感器原型机完成了系统集成设计后,进行了标定实验,取得了较好的结果。本课题通过研究光离子化气体传感器,突破传统的光离子化检测仪的制造方法,得电离室的设计与加工大大简便,不但可以使传感器的体积和质量大大减小,同时解决了光离子化传感器价格昂贵、成本高的缺点,对促进其市场化进程有重要意义。