0 引言
       由于水中结构物在长期使用过程中不断受到水流、波浪的冲刷和冲击等因素的影响，出现水上结构基础动力软化、材料侵蚀老化的现象，导致水上结构构件及整体抗力衰减，影响结构的安全度和耐久度[1]。因此，长期监测水流的流速情况，对掌握水上结构物的性能演变、评价结构的工作状态、针对性合理的养修、各种安全事故的避免、确保水上结构物的安全以及提高其使用的年限具有重要意义。
　　目前，国内外大量的学者都将流速传感器的研发应用在固定的管道（油管、天然气管等）中，仅用来检测管中流体的流量变化，而对于大跨桥梁所处大江大河环境的水流流速监测的研究较少。这主要是由于管道中流体方向相对固定，而水上结构所处水流环境相对复杂，流向时刻发生变化，导致水流流速测量困难[2]。 近些年，超声波流速传感测量仪逐渐被用于测量实际跨海大桥等水上结构物所处环境的水流流速，此类传感器采用非接触式测量方式，无压损，但其因测量线路复杂，测量精度易受被测液体温度影响而广受诟病[3]。之后，电磁波流速传感测量仪和声学多普勒流速传感测量仪逐渐兴起，这些设备的测量精度相对较高，但制造成本高，且因水下环境复杂，测量仪易受到电磁环境干扰，测量效果并不理想，导致应用场景有限[4]。故研究一种成本低、精度高、抗外界电磁环境干扰能力强和能够实时在线监测不定向水流流速的传感器显得异常重要。近年来，光纤布喇格光栅（FBG）以其不易受外界电磁环境干扰、测量精度高、体积小、波长选择性好、不受非线性效应影响、带宽范围大、附加损耗小和耦合性好等优势，逐渐被用来当做各类传感器的测量元件[5，6]。针对实际水流环境监测需求，本文基于FBG传感技术研发一种新型流速传感器。

4 结束语
      本文研究内容主要是基于FBG传感技术，围绕水流流速监测需求，对设计的新型流速传感器进行了仿真分析和标定实验，取得了一些有益的研究成果，并得出了如下结论：
　　①本文提出的基于FBG传感技术的水流流速监测传感器，可实现水流流向自适应监测功能和正向流速测量功能。传感器对水流流速进行增敏放大，可实现低流速水流的精确测量。通过性能实验分析可知，传感器在0.05~5 m/s流速监测范围内具有较高的测试精度，误差范围始终保持在7%以内，满足实际跨海大桥等水中结构物所处水流环境水流流速监测需求。
　　②采用ANSYS对传感器水轮结构受力分析，为水轮结构选择强度大、受力灵敏和耐腐蚀性强的加工材料提供依据；根据Fluent对文丘里管流固耦合分析结果可知，文丘里管内壁会对水流产生摩阻力影响，导致文丘里管出水口水流流速与理论值相比减少约1.59倍，因此，在后期传感器加工时应提高颈缩截面的光滑程度。
　　③根据实验误差来源分析，流速传递机构数量越多带来的误差源越多，后续传感器应进一步简化设计，主要传感构件应采用精密度更高的加工方式。对于不同光栅种类可能带来的测试精度影响，后续将考虑采用不同类型的光栅进行实验验证，以达到提高测试精度的效果。