在我国高纬度的东北、西北等地区,由于冬季寒冷引起河流大面积结冰导致的水工建筑物损坏的事情经常发生,会引起巨大的经济损失。因此研究冰力学特性,了解冰形成和融化过程中力的变化十分必要,可以为水工建筑的防护与建造提供指导。随着光纤技术的发展,光纤传感技术因其结构简单、不受电磁干扰、体积小、灵敏度高等优点,自诞生约50年以来得到了十分迅速的发展,目前已应用于生产和生活的许多方面。光纤环衰荡(FLRD)技术是以腔衰荡光谱(CRDS)技术为基础提出的,利用光纤环形成谐振腔的一种强度型光纤调制技术。基于FLRD技术的光纤传感器还具有稳定性和实时性好、响应速度快等优点。本文结合FLRD技术与光纤微弯传感技术,设计了一种连续监测静冰压力的传感系统。论文的主要工作包括:(1)通过查阅文献资料,综述了静冰压力的研究现状,介绍了几种常用的静冰压力估算方法,并对光纤传感的基本原理和分类进行了介绍。(2)介绍了CRDS技术及FLRD技术基本结构、原理及发展历程。FLRD技术包含脉冲光源、光纤环和数据处理部分。脉冲光源使用实验室搭建的掺铒光纤环形锁模激光器;光纤环由两个分光比为95:5的2×1耦合器和一段单模光纤组成;数据处理部分包含光电探测器和示波器。FLRD技术把传统强度传感器测量光强转换为测量脉冲在光纤环中的衰荡时间,避免光源强度变化引起所测物理量的误差。(3)通过分析光纤弯曲损耗理论和讨论微弯传感器的灵敏度,设计了适用于静冰压力测量的微弯传感器结构,并利用3-D打印机制作实验时所用的微弯传感器。(4)基于FLRD原理,结合光纤微弯传感器,设计了一种用于静冰压力测量的光纤传感器。利用此系统结合高低温交变湿热试验箱测量了-10℃~6℃条件下冰的形成和融化过程中静冰压力随着温度变化的曲线。传感器达到0.00998/(μs·kPa)的精度,测得最大冰压力为(552±4)kPa。实验证明,此传感系统可以对冰形成和融化过程的静冰压力变化进行实时和连续监测。