从二十世纪发现氡以来,人们开始了对氡气认识与研究,早期主要用于与地质有关的工作,随着认识的深入及技术的发展,其应用领域也越来越广泛,在环境监测领域,氡气作为一种放射性气体,严重危害人体健康,为采取有效的防护措施,需要准确地测量环境中氡气的浓度。在此背景下,以成都市科技惠民工程研发项目为依托,针对现有测氡仪存在灵敏度和探测效率不高、测量时间长、测量重复性差、湿度影响大等问题,采用灵敏度高、稳定性好、受湿度影响小的的空气脉冲电离室作为氡的探测器,研制出具有灵敏度高、长时间连续测量、便携性好等优点的测氡仪。文中首先简要阐述了氡测量的基本原理,通过对α粒子电离过程的模拟,为电离室的尺寸设计提供理论上的依据。通过对电离室的电场仿真,提出了电离室保护环结构设计和提高探测灵敏度的方法。设计的空气脉冲电离室腔体直径为71mm,中央极丝为6mm,灵敏体积为0.9L,在此结构下,对于射向灵敏体积内的大多数α射线,其能量能完全沉积在灵敏体积内并被探测。电离室腔体外壁加正高压,使电离室工作在离子脉冲电离室状态,在正高压电场作用下,吸附在中央极丝(阴极)上的氡子体衰变产生的α射线绝对探测效率接近50%,有利于提高测量灵敏度。空气脉冲电离室测氡仪以C8051F340单片微处理系统为核心,集成了温湿度、气压测量模块,实现了氡浓度、温湿度、气压的数据同步测量;设计了高灵敏度、低噪声的前置放大电路和具备脉冲宽度识别的单道电路,有效滤除机械振动等的高频、低频信号,实现了对脉冲信号的高效探测;稳定可靠的电源电路为测氡仪稳定运行提供了可靠保证。论文中分别给出了简明的电路图,并分别介绍了这些电路的功能、工作原理等。采用模块化的软件开发模型,以C51语言编写了移植性良好的软件系统;采用迪文触摸屏为人机交互界面,实现数据的实时显示和存储。参照中华人民共和国国家计量检定规程《测氡仪》(JJG 825-2013),计量结果表明,仪器重复性、体积活度响应、相对固有误差、统计不确定度方面都满足相关要求。初步实验表明,电离室结构设计可行,软硬件设计合理。当电离室外接正高压可有效提高探测灵敏度;无封闭电场的电离室可以快速响应环境氡浓度的变化;采用高压静电吸附降低氡子体的浓度可有效解决氡气污染的问题,此方法也可以用于土壤氡测量。研制的空气脉冲电离室具有稳定性高、功耗低、重量轻,图形化的人机界面,操作简单,界面友好,可广泛应用于环境氡水平监测及污染控制等领域。