VOC(挥发性有机化合物)存在于我们的生活中的各个方面,推动了工业产业的发展,也使我们的生活更加美好。然而工厂中弥漫着的有毒气体、新装修房子的刺鼻的味道,都对环境产生了危害。随着雾霾天气的频发,人们的健康受到越来越多的威胁。随着环保行业及相关检测机构的迸发,针对VOC检测本文设计了一种FID检测器,即氢火焰离子化检测器。系统硬件设计主要研究内容分为四个部分。第一部分为电源管理模块,采用PWM控制芯片SG3525产生PWM波,通过半桥式开关电源及稳压芯片产生所需的各种电压,并供电给各个模块。第二部分是信号放大检测部分,有机化合物在氢火焰中燃烧产生的微弱电信号,经过信号检测放大电路进行放大,检测放大电路设计了线性放大电路和对数放大电路两种。放大后的信号经过噪声低的无源低通滤波电路,并用高精度的A/D转换芯片CS5513将信号采集,传输给主控芯片STM32F103RCT进行处理。第三部分是整个采集控制板所需的一些控制功能,如温度及压力的实时采集、控制,开出事件控制功能,串口通讯功能,以及电机驱动功能等。第四部分为电路板的绘制及制作,整个采集控制板的PCB设计需要将各个区域通过变压器进行隔离,尤其是放大电路单独制板,来减小电路板中漏电流以及其他芯片对检测微弱信号的影响,并用屏蔽壳将放大电路屏蔽起来。软件设计嵌入了实时操作系统FreeRTOS,整个设计主要任务有三个:样品信号采集任务、温度及压力采集任务和串口通讯任务。样品信号采集时,需要STM32F103RCT对采集的通道进行选择,并且对所连接的A/D芯片进行使能及控制以保证数据传输的顺利进行。采集到的样品信号,再次经过数字滤波,即采用了二阶有源低通数字滤波器。VOC采集控制板经过硬件及软件的相关测试,实现了对微弱电流信号的有效放大,对噪声进行了很好的抑制及处理,并且实现了要求的一系列控制功能。最终FID检测器的基线经过调零后,其噪声小于0.02mV,并且漂移低于0.4mV/h,稳定性指标和检测器灵敏度均达到了检测器的要求标准。。