光纤传感器及智能仪器仪表应用领域分析及市场现状【图】

    一、光纤传感器及智能仪器仪表应用领域

    光纤传感器及智能仪器仪表的应用领域极其广泛，涉及石油石化，交通隧道、桥梁、铁路、公路，电力工业，生物医学，航空航天，煤炭冶金，周界安防以及军工等领域。在民用方面，其主要应用领域如下：

    （1）石油石化

    在石油石化行业中，光纤传感技术主要应用在油库、油气管道及油气开采的监测领域。1）油库是国家及企业重要的燃料基地，油库罐区一般是库区的最危险部位，由于油料易燃、易爆，对防爆要求特别高，具有极高的安全要求。通过光纤传感技术能及时掌握油库油罐的液位、温度、压力、油气浓度等状态参数，可以大大提高油库的进油、储油和管理的工作效率，极大的提高安全保障。2）油气输送管线地处野外、环境条件复杂，油品泄漏和输油沿线的盗油事件一直是企业的很大困拢。光纤传感以本质安全防爆、精度高、可远距离传输、防腐蚀、抗电磁干扰等优点可在油气输送管道得到大范围应用。3）在油田的开发过程中通常采用石油测井技术测量井下的温度、流量以及压力等物理量，通过对各物理量的分析，实时监测井下情况，从而优化采油生产、提高采收率、减少修井作业。在测量各物理量时，需要克服恶劣的环境因素包括高温、高压、强腐蚀和电磁干扰等，光纤传感技术能克服上述困难，适宜在极端环境下使用。

    （2）交通隧道

    隧道工程具有地质地貌复杂、灾害多样、覆盖区域广的特点，在隧道中进行实时准确的火情监测对保障公共财产和人身安全有着十分重要的意义。由于地下环境特殊性，隧道往往烟雾重、污染多、温度变化大、维护困难，在隧道火情监测中对火灾报警系统的技术要求较高，而光纤传感技术作为目前国际先进的技术，相较于传统的电类传感技术，具有灵敏度和精度高、本质安全防爆、抗强电磁干扰、电绝缘性好、耐腐蚀、防雷击、便于组网和长距离传输等优点。基于光纤传感技术的隧道火灾预警系统，能有效监测隧道温度变化，为隧道火灾救灾指挥提供强有力的支持作用。因此，该技术已受到世界范围内的广泛重视，并在交通隧道行业得到广泛应用。

    （3）电力

    电力系统是一个由发电、输电、变电、配电、用电设备连接而成的大系统，智能电网作为未来电网的发展方向，已渗透到发电、输电、变电、配电、用电各个环节。传感技术则是智能电网中非常重要的一环，通过先进的传感技术可以获得准确的数据信息用于智能电网的各个方面。光纤传感技术作为一种新兴传感技术，与传统的传感技术相比，具有抗电磁干扰、抗辐射性能好、绝缘、耐高温、耐腐蚀等众多优异性能，能够对温度、振动、电流、应变等多种参量实现在线测量，同时借助于光纤的低传输损耗和宽的频带范围特性，光纤传感技术可以实现大的监测覆盖范围和高效的信息传输性能，很好地满足了智能电网对先进传感技术的需求。随着光纤传感技术的发展日趋成熟，光纤传感技术及其相关产品已经覆盖电力系统中的发电、输变电及配电等多个领域，目前基于光纤传感技术的针对变压器油温、高压电缆、开关柜温度等参数的在线综合监测系统已经广泛的应用于电力系统。

    （4）周界安防

    由于周界入侵防范系统所面对的防范对象广泛而复杂，且受到地形、地势、气候、气象等各方面条件的制约，防范要求更高，难度也更大。目前在国内周界安防领域内，虽然门禁、红外对射和电子围栏等传统技术已经比较成熟，占据市场主要份额，但其均属于较低安全级别的周界安防技术，存在被突破几率较高、防误报技术有待改进、定位功能原始等很多缺点，难以满足国家重要机关部门、机场、银行等特殊场所较高级别安防的需求，在技术和市场上还存在很大空白。因此传统周界安防传感器受自身技术条件限制存在诸多功能缺陷，已经越来越难以满足新时期的智能周界安防的需求。自上世纪90 年代以来，由于光电技术、光纤技术、计算机技术和集成电路技术的发展，出现了新型的基于光纤传感技术的周界防范技术。由于光纤传感系统具有抗电磁干扰、易于远传等优点，可以有效克服电类传感器的不足，近十年得到迅速发展，是未来智能环境感知与周界探测预警系统的主要发展方向之一。

    （5）大型结构安全监测领域

    光纤传感技术也大量使用在桥梁、大坝、尾矿坝、矿井及大型装备等为代表的大型结构的安全监测方面，尤其是桥梁及大坝的结构安全监测。桥梁及大坝的建造和维护是一个国家基础设施建设的重要部分，其安全可靠性成为关系国计民生的一件大事。桥梁及大坝在服役过程中要经受各种环境荷载、疲劳效应、腐蚀和材料老化等不利因素的影响，其结构将不可避免地产生损失积累和抗力衰减。通过对桥梁及大坝进行健康监测，及时发现安全隐患，分析和评估桥梁及大坝的安全性，对于保障其正常使用具有重要意义。光纤传感技术由于传感器无需供电、响应快、抗腐蚀、不受电磁、射频及雷电等干扰影响，以及集传感与传输于一体的独特优点，成为桥梁及大坝监测中的有效方法，把光纤传感器埋进到桥梁及大坝中，测量桥梁及大坝内部的应力、应变以及结构损伤，已成为桥梁及大坝监测中的有效的监测技术。

    内容选自产业信息网发布的《2014-2019年中国光纤传感器行业市场专项调研及行业前景研究报告》

    二、市场分析

    （1）全球光纤传感器及智能仪器仪表市场发展状况

    随着光纤技术的迅猛发展和新型光纤传感原理和应用的不断涌现，光纤传感技术以其独特的技术优势，在与传统的传感技术竞争中日益彰显出其强大的生命力。从全球光纤传感器及智能仪器仪表市场应用的现状来看，美国是全球光纤传感器及智能仪器仪表需求的主要市场，预计到2014 年将达16 亿美元左右，其复合年均增长率为30%。近年来，得益于基础设施投入的不断增长和物联网应用的兴起，我国已成为光纤传感器及智能仪器仪表亚太地区的重要市场，占地区总额的39%，未来随着光纤技术在各行业应用的日益普及，光纤传感器及智能仪器仪表的需求在国内市场将保持持续增长的态势。

    据来自ElectroniCast 的最新报告数据显示，从2012 年到2017 年间，全球光纤传感器消费值的平均年增幅预计高达20.3%，其年消费值预计将从2012 年的15.8 亿美元增长至2017 年的39.8 亿美元。

2012-2017 年全球光纤传感技术市场规模

    （2）中国光纤传感器及智能仪器仪表市场发展状况

    随着我国信息技术的迅猛发展以及物联网产业的兴起，带动了光纤传感器及仪器仪表行业的快速发展，对光纤传感技术的持续发展产生深远影响。在物联网应用中有三项关键技术：传感器技术、RFID 标签、嵌入式系统技术。传感器技术作为物联网的三项关键技术之一，将充分受益物联网的大发展。光纤传感技术作为传感器技术的重要分支，属于物联网中的感知和输入部分，在未来的物联网中，光纤传感技术及其组成的传感网络将在物联网的感知端发挥重要的作用。

    预计2013 年我国物联网市场规模将达到4,896 亿元，未来三年我国物联网市场增长率将保持在30%以上，预计到2015年，市场规模将达到7,500 亿元。物联网已经在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用，且应用模式正日趋成熟。传感器及相关智能仪器仪表处于物联网信息感知层面，占整个物联网产业的比例达22%，光纤传感技术作为传感器及智能仪器仪表行业的重要分支，具有十分广阔的应用前景。根据汉鼎咨询统计，2013 年我国光纤传感器及智能仪器仪表市场规模为43.8 亿元，预计到2017 年，光纤传感器及智能仪器仪表的市场需求会达到106.8亿元。我国光纤传感器及智能仪器仪表行业未来几年具有很大的市场需求及较高的增长速度。

2012-2017 年我国光纤传感技术市场规模