氨是有机化工行业重要的基础原料,目前工业上通常采用直接合成法,将氢气与氮气混合制氨。而氢气属于危险气体,如因设备损伤造成泄漏,容易引起严重事故,因此在氨合成工业中有必要对氢气进行泄漏监测以保障生产安全。整个氨厂中有许多设备都与氢相关,但它们大多数都涉及高温高压,如若采用传统电化学方法监测氢泄漏,在此条件下会增加安全风险。光纤传感技术监测氢泄漏具有本质安全的特点,且能够分布式多点监测,非常适合氨合成环境下的氢泄漏监测。因此,研究了一种可靠的光纤氢气传感器,并以氨工业中最重要的氨合成塔设备为应用对象,对氨合成氢泄漏在线监测进行研究。具体工作内容如下:（1）传感器吸氢特性研究。从光纤光栅型氢气传感器基本原理出发,结合氢敏材料钯的特性,通过数值仿真模拟了传感器吸氢相关特性。（2）传感器结构参数对其性能影响研究。分析传感器的结构及传感模型,引入应变传递系数对传感公式进行修正,并探究了结构参数对传感器性能的影响。研究表明:传感器灵敏度受到光纤直径及氢敏膜厚度的影响。削减光纤直径实现传感增敏时,控制直径在40微米以下时能得到较好的增敏效果。控制膜厚实现增敏时,其增敏效果与膜厚成正比。（3）Pd/Ni合金氢敏材料光纤氢气传感器制备及实验研究。制备了一种以Pd/Ni合金为氢敏材料,四层结构的光纤氢气传感器,并进行氢气响应实验。研究了不同光纤直径、不同氢敏膜厚度对传感器性能的影响,实验结果与理论结果基本一致。采用效果最好的直径20μm膜厚500nm参数制作出传感器并进行测试,结果表明该传感器在1%氢浓度下波长漂移为49pm且稳定性良好。（4）以氨合成塔为对象,开展氢气泄漏在线监测方法研究。通过软硬件设计、监测点位选取、报警限度确定等模块化设计开发出氨合成塔氢气泄漏在线监测系统,为工程应用提供了一套可行方案。