光纤光栅是近几年来发展最为迅速的光纤无源器件之一,尤其是光纤光栅传感器的出现极大的拓宽了光纤技术的应用范围。利用光纤光栅波长对温度及应变敏感特性,光纤光栅传感器可以检测温度、压力、形变、位移、流量等物理量。与传统传感器相比光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、灵敏度高、测量范围广、易于组成传感网络等优点,其被广泛应用于重大工程设施健康和安全监测,石油化工安全监测,电力系统安全监测以及安防预警等领域。本文综述了各种光纤光栅传感系统的研究现状。概括了各种光纤光栅传感器的基本工作原理,介绍了最新的光纤布拉格光栅(FBG)、D型光纤光栅(D-FBG)、长周期光纤光栅(LFBG)、啁啾光纤光栅(CFG)、斜布拉格光纤光栅(TFBG)传感系统的研究进展。提出了两种新型光纤光栅传感器结构和设计方案,分别做了样机主要应用于尾矿库水位水压的监测。针对传统的人工监测尾矿库方法中存在的成本高、精度差、实时性差的缺点,本文提出了用光纤布拉格光栅和啁啾光纤光栅应用于尾矿库库水压的监测。两种传感器均采用圆形金属膜片和拉杆结构,通过改变光纤光栅的轴向应变实现压力传感。所不同的是FBG水压传感器采用波长解调方式,CFG水压传感器采用光强解调方式。为了补偿对光纤光栅应力传感器的温度干扰,FBG水压传感器采用被动温度补偿和残留温度实时补偿的方式。本文提出的CFG水压传感器采用的是双啁啾光纤光栅,利用两段啁啾光栅的温致波长漂移的一致性,实现了被动温度补偿。测试结果表明FBG水压传感器的灵敏度和CFG水压传感器的灵敏度分别达-4.8368nm/Mpa和-0.117V/Mpa,传感器的线性度误差分别为±4.2%和±10.26%,传感器的重复性误差分别为±1.45%和±5.51%。