光纖傳感器市場(chǎng)發(fā)展情況研析

前些年，因為人類(lèi)的不斷開(kāi)采，導致目前能源資源潰泛。21世紀，新能源是世界探索的首要，新能源的發(fā)展可代替舊能源，令舊能源可持續再生。但是目前還是以常規能源為首要能源。礦山、油田、電力被稱(chēng)作常規能源。

提起礦山安全，許多人首先會(huì )想起我國經(jīng)常發(fā)生的煤礦瓦斯和透水事故。通常情況下，一般是采用電子傳感器對各種危險因素進(jìn)行監測。但這種傳統方式由于是帶電運行，存在較大的安全隱患，在惡劣環(huán)境中的使用壽命也是一大“短板”。因此，如何建立一種安全高效、智能化的監測系統，成為擺在相關(guān)科研機構和企業(yè)面前的急迫課題。全光纖綜合監測系統的成功研發(fā)和推廣，無(wú)疑使這一難題應刃而解。

光纖傳感PK電子傳感

“與采用電纜的傳統電子傳感器相比，光纖傳感器使用光導纖維作為傳感器件或信號傳輸媒介，可以解決傳統傳感器無(wú)法解決的許多測量與傳輸問(wèn)題，具有無(wú)可替代的重要作用。”在實(shí)驗室中，王昌拿出一段透明的玻璃導線(xiàn)介紹說(shuō)，光導纖維(光纖)是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有125微米左右。它由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率大于外套的折射率，光由一端進(jìn)入，在內芯和外套的界面上經(jīng)多次全反射，從另一端射出。因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場(chǎng)的作用，故光纖傳感安全可靠，對電磁干擾、工業(yè)干擾也有很強的抵御能力。

同時(shí)，光纖傳感器還具有重量輕、體積小、絕緣、耐高溫、耐腐蝕等獨特優(yōu)點(diǎn)，很適合在易燃易爆、高溫、高壓、潮濕、強電磁場(chǎng)、強腐蝕性等極端惡劣條件下應用，能夠對氣體、溫度、應變、壓力等各種參數進(jìn)行精確測量。此外，由于光纖傳輸損耗低、頻帶寬，光纖傳感器比傳統的傳感器在組網(wǎng)和傳輸距離方面更具優(yōu)勢，特別是通過(guò)波分復用技術(shù)可以在一根光纖上串聯(lián)多個(gè)相同或不同類(lèi)型的傳感器，實(shí)現多點(diǎn)、多參數監測。

由于光纖傳感器具有上述諸多優(yōu)勢，近年來(lái)國際上開(kāi)始探索利用其對礦山和油田進(jìn)行安全監測和災害預警的可行性，但一直沒(méi)有形成一個(gè)完整的應用體系。鑒于此，山東省科學(xué)院激光研究所利用多年來(lái)從事煤礦、非煤礦山、尾礦庫、油井、電力安全監測技術(shù)和光纖工程技術(shù)研究所取得的成果，針對能源領(lǐng)域智能監測預警需求，研究開(kāi)發(fā)了基于光纖傳感器的在線(xiàn)智能有害氣體、應變、溫度、水壓和礦震等多參數礦山災害、智能油井、電力系統監測技術(shù)，建立了國內首個(gè)全光纖煤礦瓦斯、頂板、微震、水位、機電安全綜合監測監控系統。

不僅如此，該所還在非煤礦山領(lǐng)域，研制出了金屬礦山采空區頂板位移、微震、水害、尾礦庫壩綜合監測系統;在石油領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)了油井極端環(huán)境下的溫度、壓力在線(xiàn)監測系統;在電力領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)了變壓器油溫、高壓電纜、開(kāi)關(guān)柜溫度等參數的在線(xiàn)綜合監測系統。

經(jīng)國家權威部門(mén)鑒定，這些成果均達到了國際領(lǐng)先水平，其中，有10項獲得國家發(fā)明專(zhuān)利，2項列入國家“863”計劃，在國際上也產(chǎn)生了較大影響。

產(chǎn)業(yè)化前景可期

據介紹，上述研發(fā)成果目前已在兗礦、淄礦、新礦、棗礦、中煤、北京首云鐵礦、萊蕪鐵礦等100余座煤礦和金屬礦山成功地進(jìn)行了示范性應用，開(kāi)創(chuàng )了國內外光纖傳感網(wǎng)絡(luò )在礦山安全綜合監測預警應用的研究及大規模產(chǎn)業(yè)化先河;在國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)及主要發(fā)電集團、勝利油田、中海油、遼河油田等大型企業(yè)，也成功地開(kāi)展了40余個(gè)光纖傳感器智能系統工程示范。

“在能源領(lǐng)域及其他領(lǐng)域，全光纖綜合監測系統的市場(chǎng)前景非常廣闊，一旦全面產(chǎn)業(yè)化將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。”王昌說(shuō)，我國有1萬(wàn)多座煤礦、近10萬(wàn)座非煤礦山，以平均每座礦山投入100萬(wàn)元建設光纖安全監測、災害預警系統估算，5年內如果有10%的礦山使用該系統，潛在市場(chǎng)規模將達100余億元。目前，國內高產(chǎn)油井對智能油井技術(shù)需求迫切，建設一套智能油井監測系統，預計油田要投入約80萬(wàn)元，5年內預計將有2000口油、氣井安裝光纖智能油井系統，市場(chǎng)規模達16億元。

另?yè)私?，我國擁?0多萬(wàn)個(gè)變電站和發(fā)電廠(chǎng)、數十萬(wàn)公里的高壓輸電線(xiàn)路，目前變電站和發(fā)電廠(chǎng)的線(xiàn)纜、開(kāi)關(guān)柜等電力設備的安全監測主要采用紅外線(xiàn)手持測溫儀或紅外熱成像儀。王昌預測，如果以每個(gè)變電站和發(fā)電廠(chǎng)光纖安全監測設備投資100萬(wàn)元計，5年內按照裝備10萬(wàn)個(gè)電廠(chǎng)、變電站計算，電力安全市場(chǎng)將達1000余億元。除此以外，全光纖綜合監測系統在國防、鐵路、化工、環(huán)境監測等許多領(lǐng)域也有廣闊的市場(chǎng)前景。