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化学发光氮氧化物分析仪是环境监测领域的高端仪器，其中反应室和光电倍增管是氮氧化物分析仪中的核心装置，用于产生及处理化学发光所产生的光信号。自20世纪60年代以来，氮氧化物分析仪的发展迅速，其检测极限及灵敏度都达到0.1ppb以下，完全能满足大气监测的要求。然而，目前国内各环境监测站所使用的氮氧化物分析仪基本上都是国外公司的产品。因此，开展化学发光氮氧化物分析仪的研究对研制有自主知识产权的环境测量仪器有重要的意义。
本论文主要研究了DJ4-2氮氧化物分析仪（华南师范大学研制）的性能、反应室的结构优化和PMT组件系统的软硬件设计、实现及实验研究。研究工作建立在对化学发光原理、光子计数原理、Lab view软件编程、硬件电路设计等熟悉的基础上，开展了以下几个方面的工作:
针对化学发光检测法原理，介绍了一氧化氮的化学发光反应，光子计数器及其工作原理。分析了光子计数率与NO浓度的关系及影响检测灵敏度的因素，指出了光子计数法的优点，最后给出NO2转换成NO的方法。
系统研究了氮氧化物分析仪样机(DJ4-2)的基本性能。测量了仪器本底及稳定性:本底为75，本底波动在±5以内;使用NO标准气体测量仪器灵敏度的同时分析了臭氧浓度对仪器灵敏度的影响:仪器的灵敏度为0.55，适合仪器最佳的臭氧浓度为400mg/H; DJ4-2仪器进入监测站先后共三个月，运行实验表明仪器可长期运行，仪器运行结果可信，与美国TE公司氮氧化物分析仪的数据比对表明两仪器的数据相关性优良。
分析了DJ4-2氮氧化物分析仪的反应室的结构及其设计要点。针对目前样机的性能进行反应室的结构优化，包括:改变反应室的双喷嘴处流场分布、增大反应室内双喷嘴的直径、变换进入反应室的气路。综合以上三种方案，选择凹型挡片，增大双喷嘴直径且变换气路，连续10天标定仪器的灵敏，实验结果表明仪器的长期稳定性提高了一倍以上。最后分析了玻璃窗污染源的由来及解决办法，并提出了几种新结构反应室的设计方案。
设计并搭建了微弱光信号测量的PMT组件系统的实验仪器平台，分别对PMT降温时间、5℃时PMT温度的稳定性、PMT的暗计数及系统对微弱光的响应进行了实验研究，同时用光电传感器(OPT101)监测信号源的强度作为对比。最后对实验结果中的温度、光子计数等数据进行分析，结果表明，自组建系统的PMT在5℃时光子计数暗计数趋于0，计数数据浮动小，且对微弱光信号的响应稳定。从而证实了PMT组件系统的可行性与有效性，同时其还可成为光电检测仪器的通用模块。