光纤传感器因其独特的优势,如灵敏度高、体积小等,已经得到了广泛的研究,其中光纤光栅是应用最为广泛的无源器件之一。在工业控制的领域中,需要对流体流量进行动态监控与分析,以保证生产的安全运行。传统流量计存在不足,如体积大、灵敏度低等,因此设计出以光纤光栅为基础的流量计,研究和制作出灵敏度较高的光纤光栅流量传感系统,对现代工业生产具有十分重大的意义。本论文紧密结合光纤光栅流量传感器的研究发展方向,在对光纤光栅传感器理论分析的基础上,设计并制作出新的光栅流量测量系统,以及提出以混合级联的方式,设计出基于马赫-曾德尔干涉仪,级联光栅的流量传感系统。主要进行了如下几个方面的研究:1、基于光纤光栅和靶片的结构,设计了不同中心波长的双光栅对称粘贴靶片两侧,以测量流体流量。并研究了该传感器位于管道不同位置时波长的漂移情况。在这个设计方案中,利用双光栅对温度的相互补偿,消除了温度对流量测量的影响,实现了流量的在线测量。2、以光纤锥和光栅为基础,设计了基于单模光纤-光纤锥-光纤光栅为基础的结构。相比较双光栅,光纤锥使光栅包层有激发模存在,从而在光栅的反射谱中存在高阶模。在这个设计方案中,分析了光纤锥大小对光栅反射谱的影响。并研究了该传感系统对应力的响应情况。3、设计了一种以光纤锥和错位结构的马赫-曾德尔干涉仪,级联光栅的流量传感系统。在这个设计方案中,分析光纤错位量多少和不同长度的干涉臂对干涉仪透射谱的影响。该传感系统优势在于将流量检测转化为应力测量,由流量插入式检测变为外接式测量,消除了流体温度对传感器透射谱的影响。4、提出了基于光纤光栅油气管线分布式监测系统。阐述了当前油气管线监测存在的不足和管线目前的防护手段,分析了光纤光栅分布式监测的关键技术,包括封装技术、复用技术和解调技术。最后设计了管线监测系统和传感器布设流程图。