光离子化气体传感器（Photo Ionization Detector，简称 PID）主要用于石油化工等大型工业应用场所，对于突发的挥发性有机化合物（VOC）以及其他有毒有害气体的泄露事故，能够做到迅速而准确地找到及跟踪泄露源、监测工业现场的挥发性有机化合物（VOC）的浓度、有效保护着作业人员的生命安全等重要的工作。光离子化气体传感器的突出的优势为：灵敏度高、探测下限低、连续测试、鉴别能力强、响应速度快、探测范围宽、小巧且微型化。　　本论文主要进行以下工作：　　首先，在论文中论述PID传感器发展的背景和意义，深入阐释了光离子化效应的工作原理。　　其次，对PID样机进行准确度、响应时间、线性度等方面进行系统性的测试和整机功耗测试，然后进行电路的测试，接着拆解分析传感器的组成和结构，了解并研究各个组成部分的结构和功能。　　然后，详细的分析了光离子化效应发生过程所需要的能量源——紫外灯。综合全面地从紫外灯的整体结构、内充气体以及灯体和窗口材料等方面，最终决定选用德国Hereaus公司生产的输出能量为10.6eV的无极真空紫外灯。本设计中采用5V的外部电路通过连接端子为 PID传感器供电，于是通过双晶体管推挽自激振荡的驱动电路所产生的高压交流电为紫外灯供电。而从实际应用角度考虑，确定了电离室采用 Axial Flow结构，采用自由扩散的方式进行气体浓度的探测；将变压器处的高压交流电以中心抽头的方式进行提取，再整流、滤波，输出200V的直流高压为电离室的极板供电。　　最后，深入的阐述了微弱信号检测原理，针对PID传感器的输出信号特点,反复模拟仿真,设计了传感器的微弱信号检测电路,成功地实现了微弱电流信号的提取、转化和放大,继而进行滤波,得到一个干净的电压信号，并确定了降低噪声干扰的方法和具体措施。在信号不失真的大前提下，设计整个前置放大电路。对于传感器电离室内极板收集的微弱电流，首先要使用I/V转换电路将微弱的电流信号转换为微弱的电压信号，再对已转换的电压信号进行有效的放大，最后还要完成滤波，用于削弱甚至消除参杂在有用信号中的噪声。其中，电源部分主要由LT1962、LM2663等电压转换芯片构成，以AD823为核心元件来实现电流-电压转换电路，以运放AD8656为核心元件构成电压放大电路及滤波电路。