在目前的磁约束托卡马克装置以及将来的类托卡马克聚变装置中,偏滤器部件所处的工作环境十分恶劣,其安全、稳定运行是托卡马克实验实现长脉冲、高约束模式放电的基础。因此为偏滤器部件研发先进的综合监测系统与边界等离子体诊断系统具有非常重要的意义。本文在传统诊断基础上提出了一套集电阻应变片应变监测、光纤布拉格光栅(FBG)应变监测、FBG温度监测以及新型水冷探针诊断等四个子系统的新型偏滤器部件综合监测与诊断系统,并通过相关的研发工作为其在装置内的应用奠定了基础。首先针对钨铜偏滤器部件在EAST装置上首次应用时出现的损坏和泄漏问题,使用电阻应变片应变监测系统,对EAST钨铜偏滤器模块单元进行了烘烤测试中的分布式应变监测实验,得到了相应的应变数据。实验结果与有限元模拟之间的分析和验证,证明了测量结果的可靠性。为电阻应变片应变监测系统在偏滤器上的应用提供了经验和基础。其次,引进了裸FBG传感器对上述同一件偏滤器单元进行了烘烤过程中的应变测量实验,初步验证了FBG在偏滤器上进行应变监测的可行性。与电阻应变测量实验之间的对比,发现了裸FBG相对电阻应变片存在的缺点,并针对裸FBG的这些不足进行了一系列的改进工作,基本解决了基于FBG的应变监测系统在偏滤器上应用的难题。根据电阻应变片和FBG各自的特性,总结出了基于这两种技术的科学、合理的搭配方法,以实现对偏滤器的全方位的应变监测。随后采用飞秒激光直写FBG(fs-FBG),对钨铜穿管模块试件开展了电子束高热负荷条件下的温度监测实验。测试发现该fs-FBG温度传感器成功承受住了1 0MW/m2高热流负荷环境并完成了l000℃以上的温度测量工作,在与热电偶数据的对比中发现fs-FBG的测量准确性与热电偶相当且还具有比热电偶略高的温度响应灵敏度,充分展示了这种FBG温度监测系统的优势。鉴于此,这套系统将在EAST的新下偏滤器上投入实用,为PFC的近表面温度诊断做出贡献。最后,针对普通偏滤器探针容易在高温等离子体中烧蚀损坏的问题,设计了一种新型的具有主动水冷功能的朗缪尔探针,并通过有限元分析和电子束高热负荷实验对其的换热性能进行了双重验证。另外又通过有限元分析与高热负荷测试相结合的方法对该探针结构上的几项重要参数重新进行了优化。上述四个子系统可以集成在一起组成一套层次分明的偏滤器部件综合监测与诊断系统:首先是水冷探针系统可实现对部件表面等离子体参数的诊断,其次FBG温度传感器可以与热电偶搭配对部件近表面进行温度监测,最后电阻应变片与FBG应变传感器可以对部件运行中的受力状态进行监测。三者在偏滤器监测与诊断上既合作分工,又相辅相成。综上,本文聚焦核聚变前沿工程问题,为偏滤器部件开发研究了一套综合监测与诊断系统,将为聚变堆装置的安全稳定运行和聚变实验研究提供重要的帮助。