氧气浓度的检测在医学、环境保护、石油化工、工业生产、食品保鲜、生产控制等方面有着十分重要的意义,而基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器因其具有检测精度高、灵敏度高、结构简单、可以在恶劣环境下工作、响应时间短、能够实现氧气浓度的实时连续监测等优点逐渐成为研究的新热点,并且取得了很大的进展。基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器是通过Stern-Volmer方程来解调氧气浓度信息的,其中荧光强度和荧光寿命都可以用于氧气浓度的解调,由于荧光强度的不稳定性我们选择通过测量荧光寿命的方法来测量氧气浓度。相移法是一种普遍的解调荧光寿命的方法,因此对于相位差的检测显得尤为重要。本文基于上述背景,对基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器进行了理论分析及实验研究,论文主要有如下内容及创新点：1.介绍了氧气浓度检测的重要意义及主要方法,重点介绍了光纤氧传感器的研究现状及国内外发展,包括光纤传感器、气敏传感器和光纤氧传感器,对课题研究提出了新的要求。2.介绍了基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器的检测原理,包括荧光的产生及淬灭的相关理论基础,重点介绍了相移法测量荧光寿命的原理,并通过公式推导验证了理论的正确性。3.介绍了基于荧光淬灭原理的光纤氧传感器的主要器件(氧传感膜、光源、滤波片、光电探测器)的选择,介绍了传感器的基本结构,重点介绍了基本电路的设计原理,包括光源驱动电路和光电探测电路。4.介绍了相移法测量氧气浓度中相位解调的两种新方法：减法电路和矢量锁相放大电路,重点介绍了其设计原理和基本电路,并通过电信号对两种方法进行相位检测的验证,最后将减法电路应用于氧气含量的测量中,介绍了一种能够产生小角度相移的标准信号源,并应用于减法电路小角度电信号相位差的验证中。5.介绍了影响光纤氧传感器系统稳定性和重复性的主要因素,包括环境温度、无氧时相位的稳定性、电路和光路四个方面,并很大程度上提高了相位的稳定性和重复性,重点介绍了利用加参考光路的方式消除光路对于相位差检测的稳定性和重复性的影响。