空气负氧离子在前沿的医学领域中得到了较高的关注,随着研究的不断深入,空气负氧离子浓度的测定是亟待解决的问题,空气负离子浓度检测仪最主要的应用仍在大气环境监测领域。本文研究了空气负离子的组成、特性及空气负离子浓度检测原理,对空气负氧离子浓度检测进行了系统设计,该系统由负氧离子收集器和测量系统两大部分组成。首先,以双重圆筒轴式作为负氧离子收集器的设计原型,推导了双重离子收集器主要参数间的关系。研究了计算流体动力学(CFD),并将其应用于离子收集器的设计,根据水下流体理论提出了在双重圆筒轴式离子收集器的内电极两端添加绝缘半椭球的方法,改进了内电极轮廓线,得到了改进后的双重离子收集器的尺寸。其次,分析了影响空气负氧离子浓度准确度的因素,提出了增大入口端半椭球短轴长度的方法过滤其它空气离子,设计了该收集器。对空气负氧离子收集器内部流场进行数值模拟,验证了设计的合理性。并通过ANSYS经典界面对其内部电场进行数值模拟,提取多个路径的电场强度值进行分析,与理论值相近,满足收集器设计需要,得到了空气负氧离子收集器的设计参数。最后,根据空气负氧离子浓度与输出电流的关系,得到测量电路的设计目标为：10fA-10nA。根据微弱电流检测的基本原理给出了测量电路的设计框图,主要包括I-V转换、放大和控制系统等模块。将I-V模块和量程切换模块相结合设计了多量程I-V转换模块,再由放大电路将I-V转换模块的输出电压放大至适合AD转换的值。设计了各模块的电路,并进行了理论误差分析。