在学术研究或者工业上,通常需要经常监测p H(酸碱度)和2p O(氧分压)这两个参数。在医学方面,p H和2p O对评估危重病人的生命特征具有重要作用,常用于临床诊断病人血气、体液和呼吸活动等等;在食物加工业,对p H和2p O量的控制直接关系到饮用水的质量、食物的新鲜程度和食物或饮料的含菌量;对于重工业,p H值是废水处理和环境酸雨的监控的重要指标;在海洋分析和研究领域,同样需要密切关注这两个参数。目前,多参量光纤传感器依然存在较多问题。在制作方面,使用多个互不相关的传感器整合到一个探头的手段,不仅使得制作难度加大,而且使得传感探针体积庞大,导致每个独立传感单元所处空间不一致,空间分辨率变差;在传感机理方面,每个独立传感器需要不同测量方法和条件,因而需要进行不同的光路和电路的设计,造成结构复杂且难有通用性。本课题鉴于当前多参量光纤传感技术的存在问题,尝试设计一款新型传感系统,将传感单元置于一个传感探针中,通过光相位调制方式测量不同的两种物质浓度。鉴于对称型分子如氧分子,其结构只有伸缩振动而不存在偶极矩变化的振动,所以无法使用光吸收原理进行直接测量。荧光测量技术应运而生并因其高灵敏度和灵活的选择性成为当前众多领域的研究对象。本文利用荧光相位调制方式将测量光强信息转为相位信息,从而简化设计结构;在传统双荧光寿命参比技术基础上,寻找两种不同的荧光物质,均在同一激发波长下存在吸收峰和发射波长下存在相似发射峰,而氧分子和氢离子充当荧光猝灭剂,在不同浓度下引起相应荧光产生幅度和相位上的改变。结合数学模型,推出新的荧光寿命和荧光强度比计算方法,并通过对传感系统模块化仿真分析,设计可行方案和预测实验可能产生的问题。最后,结合上述分析,设计传感系统硬件平台,分别对气体氧浓度、溶解氧浓度和pH缓冲液三种环境下测量氧或氧与pH双参量,并尝试通过拟合的方式得到相关浓度与相位、荧光寿命比的关系,现象基本符合理论猜想。总之,本文希望借着对双参测量技术仿真与实验,能起到一个抛砖引玉的效果。