水资源是人们赖以生存的生命之源。随着社会和经济的发展,造成水环境污染越来越严重,水资源质量不断下降,由于水体污染所导致的问题和事故不断发生,水污染已经严重影响人们的身体健康和社会的可持续发展。如何加强水质监测与科学治理,在全球范围内引起专家学者的高度关注,对水质变化情况进行快速准确地监测监控势在必行。随着光电技术和光通讯技术的飞速进步,光纤传感技术迅速发展起来。光纤传感器因其不带电、质量轻、体积小、抗电磁干扰能力强、防爆、防燃、耐腐蚀、灵敏度高、适用于恶劣环境中、可以长期实时在线连续监测等优点,在国家重大工程安全监测方面具有独特的优势,被广泛应用于桥梁、矿山、管道、化工、海洋油气井等污染频发环境的监测中,尤其是光纤水质污染传感技术,不仅能满足水质检测领域中高精确度和实时在线检测的需求,还可以避免二次污染,具有广阔的应用前景。本论文针对水质监测的技术需求,研究了一种将光纤感知技术与生物体相结合的水质监测系统,以生物体为媒介实现水体污染物的在线监测。论文选用河蚌为样本生物体,设计了一种新型贝类生命体征在线监测系统,通过设计基于光纤光栅的生物应变传感器来监测河蚌的生理特征,获取其在水体中的生活规律,从而间接获取反映出水质变化的信息。该系统不仅能够实时在线监测水质,还将有助于解决当前水质监测设备操作复杂、成本高昂、无法及时发现污染等难题。该研究为饮用水安全、水产养殖、污染排放等水质监测提供了一种高效、稳定、实时的在线监测手段。本论文主要工作内容如下:1、概述了本论文的研究背景、研究目的和意义,简要介绍了水质监测技术以及光纤传感技术的国内外研究现状,归纳总结了不同的水质监测方法;2、研究了光纤布拉格光栅传感原理,对光纤光栅的反射与透射光谱特性进行了理论分析与实验研究,分析了光纤光栅反射谱的带宽、反射率等特性;对几种常见的光纤光栅解调技术进行了简要的对比分析;3、研究了双壳贝类的生活特性,选取其作为样本生物体用于水质监测;将光纤感知技术与双壳贝类相结合,研究设计了光纤生物传感探头,对光纤解调仪进行分析研究,搭建了一套基于光纤传感技术的新式水质监测系统;4、对基于光纤光栅传感技术的水质监测系统进行实验研究,通过监测水体中河蚌的生理特性,获取了河蚌在水体中的生活规律,达到水质监测的目的;对不同浑浊度水体和铁离子溶液进行了实验,并对实验结果进行了详细分析与讨论。