pH值是衡量溶液酸碱度的一个指标,是环境中影响物理、化学和生物反应的关键因素,pH值的检测在气象、环保、养殖业和种植业等都具有重要的意义。传统测量pH值的工具是pH计、pH试纸、pH指示剂等,操作简单成本低廉,但这些定性测量有其一定的局限性。另一方面,光纤光栅由于抗电磁干扰性、灵敏性等优势正逐渐成为物理传感领域的主要检测工具。因此,本文针对pH值检测的需求,结合光纤光栅传感技术优势,提出并设计出基于水凝胶包覆的长周期光纤光栅pH传感器。本文通过理论分析对长周期光纤光栅原理、水凝胶溶胀原理的阐述,进而对长周期光纤光栅pH传感器传感机制进行研究。通过对智能水凝胶配方的尝试以及水凝胶涂覆方式的探索,研制出了基于水凝胶螺旋式涂覆的长周期光纤光栅pH传感器。通过实验测试,本文所研制的长周期光纤光栅pH传感器可实现对pH范围从0到14的测量,其透射谱中心波长随着pH值的增大而减小,灵敏度最高可达到148.96pm/pH,本实验测量范围大,测量灵敏度高,实验结果在光纤光栅pH传感器领域内达到领先水平。由于长周期光纤光栅传感器普遍存在温度和应变交叉敏感的问题,因此,本文也对本实验采用的长周期光纤光栅做了温度灵敏度测试,结果显示其温度灵敏度达到58.27pm/℃,对实验结果已经造成一定的干扰。为了解决该温度pH交叉敏感的问题,本文对此提出了几种解决方案,并选取参考光栅法设计出一个双LPG的长周期光纤光栅pH传感器。通过VPI仿真测试,验证了参考光栅法对解决交叉敏感问题的可行性,并提供了具体的计算回归模型的解决方法。