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本论文对光纤光栅传感技术以及在长输油管线和油气井下温度和压力测量中的应用进行了系统研究，主要包括：光纤光栅基本理论；光纤光栅传感原理；光纤光栅增敏技术；长输油管线光纤布喇格光栅温度、压力传感器实验室标定和现场实验研究；油气井下光纤光栅高温高压传感器的实验研究。
首先对光纤光栅传感技术的研究现状和发展趋势进行了回顾和分析，研究了光纤光栅的形成机理、传感原理、交叉敏感问题并提出双光栅实现区分测量的可行性方案。针对“裸”光纤光栅对压力、温度响应灵敏度低的问题，分析研究了不同的增敏技术，提出了基于预应变可调的光纤布喇格光栅温度增敏技术和基于金属贴片式封装的温度增敏技术，在0-200℃范围内温度响应灵敏度分别为裸光纤光栅的2.5倍和3倍。
其次根据输油管线温度和压力要求，设计了基于双金属片封装的光纤光栅温度传感器及圆柱形容器和活塞结合的光纤光栅压力传感器。在温度0-150℃和压力0-10MPa下对温度和压力传感器分别进行实验，温度和压力响应灵敏度分别为0.05nm/℃和0.8223nm/MPa，是裸光栅温度和压力响应灵敏度的5倍和274倍，测量精度为±0.2℃和±0.01MPa。并进行现场实验研究，得到FBG传感器压力误差不超过0.05MPa，温度误差不超过0.2℃的结果。
最后针对高温高压油气井的要求，设计了基于弹性圆形筒封装的FBG温度和压力传感器。对传感器温度0-300℃、压力0-35MPa范围进行了实验研究，得到温度传感器的响应灵敏度为0.011nm/℃，压力传感器的响应灵敏度为0.0336nm/MPa，精度为±1℃和±0.3MPa。