核电作为一种低碳、高效、稳定的清洁能源,是解决环境污染和能源短缺等问题的重要手段。核电安全问题是制约核电发展的重要因素,国家领导人强调,发展核电的头等大事是安全。在主流的压水堆核电站中,蒸汽发生器传热管的微动损伤严重威胁到核电站的安全运行。传热管的结构健康监测对于优化蒸汽发生器设计、实时掌握压水堆的安全状态、维护核电站安全具有重要意义。由于传热管处于高温、高压、强电磁干扰的流体环境,对传感器的尺寸要求严格,传统的传感检测技术难以满足要求。光纤珐珀加速度传感技术具有结构简单、体积小、精度高、抗电磁干扰、远距离测量等优点,适用于蒸汽发生器传热管的微振动监测。因此本课题研发了基于双端固支梁的光纤珐珀加速度传感器,结合光纤珐珀非扫描相关解调系统,以实现传热管的高速高精度微振动监测,优化蒸汽发生器的传热管设计。本文建立了珐珀传感和相关解调的数学模型,设计出光纤珐珀传感的光路结构;通过仿真分析了光源噪声和珐珀腔倾斜形变对传感信号的影响;基于双端固支梁结构设计加速度传感器,并根据理论公式分析传感器的灵敏度、固有频率等各项性能参数,优化传感器机械结构;完成光纤珐珀解调仪的光学解调模块和软硬件系统设计;为降低噪声,实现高速、高稳定解调,设计绕纤器解决SLD光源耦合带来的模式噪声;对光楔的侧向倾斜进行分析,改进光楔的制作工艺,提高测量精度;从硬件设计上优化电源和滤波电路,采用基于FPGA的控制系统并行实现传感信号的高速采集、处理和传输。搭建光纤珐珀解调仪,完成各功能模块的调试和测试,包括线阵CCD的驱动、有源滤波电路、USB通信等功能;再对整个系统进行振动测试和标定,系统的解调范围为11.687μm~21.308μm,分辨率达到4.7nm,对应的加速度分辨率为0.38g。设置高压水环境实验,验证了传感器能够长期稳定地工作在蒸汽发生器环境中。