“走向海洋”是现阶段以及未来很长时间人类发展的方向,世界各国都在全面、深入地推进对海洋的研究,其中包括海水参数性质的测量研究。海水盐度是测量海水性质的重要参数,目前国际领域通常使用电导率法测量海水盐度,但是这种方法也有不少限制。而本论文使用了一种适应性更好,应用范围更广的光学临界角法测量海水盐度,用温度和折射率信息对海水盐度进行反演,涉及的内容包括理论分析,仿真,图像处理,实验检验等。首先介绍了从图像中提取临界角数值信息的图像处理方法,包括叠加,滤波,微分等处理步骤。折光计系统的核心是折射率测量性能,包括折射率的测量分辨率和折射率的测量可靠性,为此需要对光学结构进行优化设计。根据这一设计思路进行了大量理论分析和仿真研究,提出了几种光学结构优化方案。然后对光学结构的优化方案进行实验验证,经过定标,测量,稳定度分析等实验,分析了每种设计方案的测量结果,总结了优点和缺点。根据实验中发现的问题进一步设计验证性实验,最终提出了一种测量精度和可靠性都较好的设计方案,并据此制作样机。样机制作过程中考虑了系统的使用环境在海水下10米深处,对此进行了结构上的防水和实用性优化设计。设计完成后对折光计进行了实验检验,通过定标实验和测量实验证明了系统设计的可行性。并进行了温度修正系数的实验测量。得到了温度修正系数,据此可以修正不同温度下的折射率数值,得到准确的盐度测量值。最后,对系统进行了稳定性验证和误差分析,实验结果表明折光计能够完成预期测量目标。