我国华北和东北等高纬度及高寒地区的海河流、湖泊均会出现冬季结冰现象，而冰生消过程中伴随的静冰压力不仅会导致水工建筑物损坏，还会对周边居民生命和财产带来安全隐患。静冰压力作为水工建筑物设计和建造时的主要控制荷载，因其检测的特殊环境及冰固有的复杂性，尚缺乏实时有效的获取冰生消过程中高精度静冰压力的传感理论和连续检测方法。针对上述问题，本文利用FBG传感原理结合光纤环形腔衰荡光谱技术建立压力和温度传感的理论模型，并搭建了基于FPGA脉冲调制的FBG环形腔衰荡传感系统，开展了压力和温度检测的实验研究并对理论模型进行验证。结果表明实验结果与理论模拟相吻合，同时利用该传感系统对静冰压力进行检测，探究了冰生消过程中冰层对边界作用产生的静冰压力变化规律。
　　论文主要完成了以下几方面工作：
　　（1）阐述了FLRDS传感原理及光纤光栅传感原理，建立FBG光纤衰荡腔的压力与温度传感的理论模型并进行数值模拟，探究了FBG环形衰荡腔的压力和温度的衰减特性、光谱响应特性、最佳耦合比和最佳光纤布拉格光栅反射率；
　　（2）开展FPGA控制的脉冲激光光源设计，搭建基于FPGA的FBG环形衰荡腔传感系统，并进行该系统的压力和温度的的实验，得到衰荡时间与初始衰荡时间倒数的差值与压力和温度分别呈线性关系，实验结果与数值模拟结果相吻合，同时实验研究表明：该系统在低温条件下均具有良好的稳定性和重复性；
　　（3）静冰压力检测实验及分析。利用搭建的基于FPGA的FBG环形衰荡腔传感系统，开展温度在10℃到-10℃降温及-10℃到10℃的升温过程中冰层作用于边壁的静冰压力变化规律研究。