随着我国海洋经济的快速增长,建设海洋强国战略的逐步实施,对水资源的开发利用和水文环境的监测显得极为重要,其中对水文运动监测是传感技术应用的核心之一。多芯光纤具有构成材料一致、高集成度、热膨胀系数相同等特质,其制成多芯光纤光栅传感器拥有抗电磁干扰、电绝缘性出色、耐腐蚀、结构紧凑、纤芯位置恒定、体积小、重量轻等优势。本文利用其特性,在多芯光纤上刻写不同波长的Bragg光栅,设计一种可以同时测量曲率和受力方向的传感器,并应用在流体环境中,实现流速和流向的同时测量,还消除环境温度对实验测量的影响。具体研究内容如下:首先,介绍了多芯光纤光栅传感技术的发展和应用,并对目前常见的水文流速流向传感器进行分析。基于耦合模理论,分析了多芯光纤Bragg光栅传感原理,并介绍常见的光纤光栅解调技术;其次,选取合适的多芯光纤和单模光纤连接方式,并在实验环境中,利用紫外曝光法制备不同波长的多芯光纤Bragg光栅。对多芯光纤光栅传感器封装方式进行研究,制成曲率传感器,并设计水流速流向传感器,为下文传感实验奠定基础;再次,对多芯光纤Bragg光栅曲率测量及方向判定传感原理的分析,设计一种可以同时测量曲率和方向的双芯Bragg光栅传感结构,并对传感结构进行仿真分析和实验论证,实验结果显示其对曲率和受力方向都敏感,可以通过波长变化同时测量曲率和受力方向;最后,对多芯光纤Bragg光栅温度和应力传感的研究,克服在实际连续测量应用中的温度和应力交叉敏感问题。将制成的传感器应用在液体的流速流向测量中,使其具有实用价值。