管道是在一定温度、压力和流量下，用于运输流体介质的一种特殊设备，广泛应用于石油、天然气、冶金、化工等行业生产及燃气系统、供暖系统等公众生活之中。温度、压力和流量是流体管道结构的三个重要参数，关乎工程生产的安全及效益。然而，目前市面上用于温度、压力和流量单参数测量的各类传感器已较多，而三参数同时测量的一体化传感器较少。同时，传统电式的各类传感器在工作时易产生电火花，无法用于对易燃易爆流体的检测。
　　上世纪70年代中期，光纤传感器问世，并迅速发展成为一种新型传感器。其用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒介，本质安全防爆。同时，光纤光栅是光纤传感器中发展较为成熟的一种，其具有成熟的工艺及低廉的价格。本文针对温度、压力和流量这三个被测参数，以光纤光栅为核心敏感元件，对一体化传感器进行了结构设计、理论分析和实验探究。
　　本文以设计能实际应用的温度、压力和流量同时测量的一体化光纤传感器为目的，开展了如下工作:
　　(1)总结了国内外基于光纤光栅的温度、压力和流量传感器的测量原理、研究现状，并对前人所设计的各种传感器的优缺点进行了分析比较。
　　(2)分析了光纤光栅基本传感原理，包括温度、应变测量原理和交叉敏感考问题。另外，考虑到光纤光栅脆弱、易折断的特性，总结了现有光纤光栅封装方式。
　　(3)提出了一体化传感器的结构，利用空心圆柱悬臂梁、薄壁圆筒等机械元件将流体温度、压力和流量信息转换为光纤光栅波长信息，同时利用差动式的测量原理解决光纤光栅温度、应变交叉敏感问题。建立了一体化传感器的理论模型，并借助COMSOL软件进行了有限元仿真分析，初步确定了传感器结构参数。
　　(4)制作了一体化传感器，搭建了标定实验系统，对一体化传感器进行了初步标定实验。分析了初步标定实验的测量结果，优化了一体化传感器的结构参数、封装工艺，重新制作了一体化传感器，并重新进行标定实验，得到了各项传感器系数，编写了上位机界面，测试了一体化传感器温度、压力和流量测量精度。
　　本文提出的温度、压力和流量一体化光纤传感器，结构紧凑，体积小巧，便于现场安装。温度的测量范围为15℃～95℃，测量精度为±1℃;压力的测量范围为0MPa～10MPa，测量精度为0.17％，精度等级0.2级;流量的测量范围为3.6m3/h～18.5m3/h，测量精度为0.671％,精度等级1.0级。