随着海洋科学研究的不断深入,对测量海洋流速的海流传感器的测量性能提出了更高的要求,不仅需要测量水平流速,还要测量微小的上升流,故可测微小上升流的三维海流传感器的重要性越来越突出。为了解决对维间差异较大的三维流速的精确测量这一难题,本论文在国家自然科学基金项目“可测上升流的三维瞬时海流传感器的研究”的资助下,对可测上升流的三维海流传感器进行研究。本文先对可测上升流的三维海流传感器进行总体方案设计,提出对维间差异较大的流速进行分别测量的设计方案,并设计了基于十字弹性梁的水平流测量装置和基于放大机构的上升流测量装置。对水平流测量装置进行理论计算,建立圆球阻力与应变之间关系的力学模型：再建立其有限元模型,运用workbench软件对装置进行静力学分析,分析装置的形变、应变及应力变化情况；然后对装置的主要结构参数进行单因素优化,分析单个因素对装置应变的影响,在此基础上结合正交试验对装置进行进一步优化,得到装置结构参数的最优尺寸。再对装置进行动力学分析,分析其前六阶固有频率和振型,并与流场频率比较；最后对优化后的装置进行流固耦合分析,得到一组流速和装置应变的关系,并通过MATLAB拟合数据,得到水流速度与装置应变的函数关系,并试制出传感器的样机。结果表明：最终设计的三维传感器实现了对三维流速的同时测量,其中水平流测量装置的测量范围为18mm/s-1320mm/s,实现了对微小流速的准确测量,且结构简单,可广泛应用于各种需要流速测量的场合。