光离子化传感器是一种具有极高灵敏度,用途广泛的检测器,可检测易挥发性有机气体及其它有害气体。与传统检测方法相比具有便携、精度高(ppm),响应快,可以连续测试等优点。广泛应用于航空和航天领域、环境监测、化学化工、汽车、铁路运输等领域。尤其是在航天燃料泄漏检测、灾区事故泄漏检测、易燃易爆有机气体检测方面发挥着重要作用。本论文简述了光离子化传感器的基本原理及结构、前期已经取得成果及不足,针对光离子化传感器所存在的零点漂移严重、分辨率低、可靠性差等问题展开研究,重点介绍了光离子化传感器电离室的材质、结构、封装改进;基于静电计放大器OPA128的pA级微弱信号检测电路设计及电源系统设计方案;并详细阐述了光离子化传感器的线性化算法、过采样技术及数字滤波算法、抗干扰设计。针对光离子化传感器的特殊应用场合,设计了隔爆外壳,通过国家权威部门认证,获得防爆证书,并介绍了与此设计相关的隔爆、防尘、防水等措施。最后对组装的样机进行了一系列可靠性测试、并在航天推进剂研究中心进行了标定实验,测试结果表明光离子化传感器各项基本指标得到明显提高。本论文在完成对光离子化传感器优化的同时,也解决了光离子化传感器价格昂贵、成本高、体积大等缺点,对促进其市场化进程有重要意义。