一、全球概況

始于1977年，光纖傳感技術研究伴隨著光纖技術和光通信技術，迅猛發(fā)展起來的一種新型傳感技術。

近年來，光纖傳感在機械、電子儀器儀表、航天航空、石油、化工、食品安全等領域的生產過程自動控制、在線檢測、故障診斷等方面，得到了卓有成效的發(fā)展和推廣。

30多年的發(fā)展，中國光纖傳感市場產業(yè)化格局基本形成，從最初單一的技術產品推廣逐步向成熟的整體解決方案邁進，從產品種類、工藝質量及工程實施服務等多方面得以逐步完善，行業(yè)標準及規(guī)范逐漸形成。主要研究領域包括：

（1）新型敏感材料研究；

（2）分布式光纖傳感系統(tǒng)開發(fā)；

（3）新型專用光電子器件開發(fā)；

（4）適合于易燃易爆、強磁場干擾、高輻射、高溫高壓場所的光纖傳感器開發(fā)；

（5）大型結構工程長期安全監(jiān)測與健康診斷的光纖傳感器及其傳感系統(tǒng)開發(fā)；

（6）光纖光柵傳感器產業(yè)技術研究；

（7）光纖智能材料與結構及其應用研究；

（8）光纖陀螺的工程應用研究；

（9）微光機電系統(tǒng)；

（10）準分子激光微加工技術研究；

（12）特種光纖傳感器件及其他類型光纖傳感器的開發(fā)。

2011年到2015年之間，全球光纖傳感器市場消費規(guī)模以年平均20.5%成長，2011年規(guī)模為13億4000萬美元，預計到2016年，將擴大為33億9000萬美元。同時，這5年間，中國成為亞太地區(qū)最主要的光纖傳感產品應用市場。2011年交通及石化行業(yè)的光纖火災報警產品市場規(guī)模在2億元水平，電力設備光纖傳感溫度檢測及應用規(guī)模達到2億元水平，光纖傳感環(huán)境監(jiān)測、光纖陀螺產品市場達到2億元水平，光纖周界市場在0.5億元水平。

美國光纖傳感器研究起步早，光纖傳感技術在世界上最為先進。據(jù)BCC Research統(tǒng)計和預測，美國光纖傳感器市場在2007年達到2.35億美元，預計將以30%的年復合增長速度增長，有望在2014年達到16億美元。從細分市場看，2007年，美國內在型光纖傳感器市場達1.7億美元，大于外部型光纖傳感器市場，預計將以35%的年均增長率增長，到2014年達到14億美元；2007年至2014年，美國外部型光纖傳感器市場復合年增長率約為12%，將從2007年的0.65億美元增加到2014年的2.19億美元。

光纖傳感器歷史進程：

1975年     軍用及工業(yè)應用開發(fā)

1976年     光纖陀螺概念提出；光時域反射計提出

1977年     美國FOSS計劃

1979年     第一只光纖光柵

1980年     實驗室級別設備

1982年     光纖水聽器海上試驗

1985年     軍事傳感器開發(fā)

1987年     光子晶體光纖概念出現(xiàn)

1990年     第一代工業(yè)設備

1995年     石油和天然氣首次實地實驗

2001年     首套石油和天然氣光纖測試系統(tǒng)

2005年     全光纖分布式系統(tǒng)出現(xiàn)

2011年     國產光纖陀螺在天宮一號空間站應用

二、光纖傳感器外部環(huán)境分析

隨著中國工業(yè)自動化應用環(huán)境的不斷發(fā)展，儀器儀表行業(yè)日新月異，當前儀器儀表行業(yè)面臨新的發(fā)展，這一行業(yè)的十二五規(guī)劃（草案），也根據(jù)新時期的要求，提出了重點發(fā)展的若干關鍵技術，這對行業(yè)未來發(fā)展無疑有著重要的指導意義。

新型傳感器技術包括固態(tài)硅傳感器技術、光纖傳感技術、生物芯片技術、基因芯片技術、圖像傳感器技術、全固態(tài)慣性傳感器技術等。“十二五”將以智能傳感器作為重點，進行關鍵技術攻關。在光纖傳感領域，重點發(fā)展新原理、新效應的傳感技術，傳感器智能技術，傳感器網(wǎng)絡技術，微型化和低功耗技術以及傳感器陣列及多功能多參數(shù)設計、制造和封裝技術。

目前有數(shù)百個單位在這一領域開展工作，如清華大學、復旦大學、天津大學、重慶大學、北京航空航天大學等，他們在光纖溫度傳感器、壓力計、流量計、液位計、電流計等領域進行了大量研究。此外，在武漢、上海、廣東、深圳等地，還建立了許多光纖無源器件生產廠家，市場規(guī)模達到1200億元以上。

（一）、影響行業(yè)發(fā)展的有利因素分析

國家科委于1987年4月制定的《傳感器發(fā)展政策》白皮書確定了必須大力發(fā)展傳感器技術，特別是要把新型傳感器技術作為優(yōu)先領域予以發(fā)展。1991年12月30日《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展的十年規(guī)劃和八五計劃的建議》中第21條明確了要大力加強傳感器的開發(fā)和在國民經濟中的普遍應用。

（二）、影響行業(yè)發(fā)展的不利因素分析

雖然光纖傳感器技術在實際檢測中取得了一些應用，但仍存在一些問題，如光纖埋入結構的工藝問題，雖然可以通過安裝方式得到改善，但同時也導致了應變要先經過金屬傳遞，然后再由光纖間接感應到應變，因此需要通過實驗修正才能夠進行準確測量。同時光纖傳感器的輸出信號會受到光源波動、光纖傳輸損耗變化、探測器老化等因素的影響，這些因素都會降低光纖傳感器測量的準確性。再者目前光纖傳感器實用性還有待開發(fā)，同時其制作成本相當昂貴。目前光纖傳感器很大一部分產品還在實驗室階段，因此需要將實驗結果盡快投入到使用中去。

隨著市場逐漸開放和中國投資環(huán)境的改善以及全球化經濟的進程加速，各國傳感器廠家紛紛進入中國市場，這加劇了市場的競爭。中國本土傳感器技術水平與世界水平相比仍存在很大差距，這種差距一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后，另一方面則表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡化方面的技術落后。國產企業(yè)形成了“外強中干”的局面，不僅失去了中高端產品市場，而且直接導致自己能生產的產品品種單一，同質化嚴重，國產傳感器價格優(yōu)勢明顯，但質量上與國外產品相比仍存在一定差距，一般應用在對信號要求不高的區(qū)域。

三、重要領域市場態(tài)勢分析

（一）、石油石化領域

光纖傳感器可以在油田井下進行壓力監(jiān)測，易于安裝，體積小，抗干擾能力強。美國CIDRA公司的光纖布拉格光柵傳感器目前能夠工作在175 oC，在測試范圍（0 Mpa~34.5MPa），測量誤差小于6.89kPa。

（二）、天然氣儲運管道監(jiān)測

為掌握天然氣貯槽結構體的應力及變形，采用了基于PPP-BOTDA的分布式傳感技術，貯槽的水平和垂直斷面均埋設了兩條傳感光纖，用于測量貯槽表面應變的測量，定量分析管道內部侵蝕發(fā)展狀態(tài)。澳大利亞FFT公司是世界上為數(shù)不多掌握管道防破壞及泄露監(jiān)測需求技術的公司之一，他們的FFT SecurePipe系統(tǒng)是專門用于管道安全監(jiān)測的產品，該公司于2013年3月將分布式光纖聲音監(jiān)聽系統(tǒng)布設于印度的長約200Km的管道BIJWASAN管道。

（三）、煤礦

我國煤礦在中國能源格局中占主導地位，大約為94%，我國的煤礦事故是世界上主要采煤國家煤礦死亡總人數(shù)的4倍以上。煤礦地下作業(yè)，水、火、瓦斯、煤塵、頂板等災害俱全，基于光纖傳感技術的瓦斯安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以在10公里內對瓦斯、礦壓、水壓、溫度、聲發(fā)射、地震波等進行監(jiān)測。

（四）、電網(wǎng)

在日本，富士通剛剛完成了對采用基于光纖的多點傳感器的實時溫度分布可視化系統(tǒng)的實驗測試。目前該技術由單一光纖組成的傳感器安裝在各個服務器機架的前面和后面、機房頂部和數(shù)據(jù)中心的樓層上，用來采集空調系統(tǒng)電力能耗。

（五）、交通隧道領域

截止2007年底，我國已營業(yè)鐵路隧道5941座，3750271米，其中長度在10000m以上的特長隧道7座，我國萬米以上的特長隧道有京廣線的大瑤山隧道（14295m），西康線隧道（18456m），寧西線東秦嶺隧道（12268m），蘭新線烏鞘嶺隧道（20050m），渝懷線圓梁山隧道（11070m）。截止2002年，公路隧道總數(shù)達1782座，是世界上公路隧道最多的國家。截止2009年底，我國鐵路隧道總長度已經超過7000公里。對隧道的安全監(jiān)測是十分重要的，在隧道內鋪設光纖火災報警系統(tǒng)，意義深遠而重大。

四、光纖傳感器生產及服務企業(yè)現(xiàn)狀分析

我國光纖傳感器生產及服務企業(yè)按地域可分為4大產業(yè)群，分別是以江蘇、浙江、上海、安徽為主的華東長三角產業(yè)群，以北京、河北為主的華北地區(qū)環(huán)渤海產業(yè)群，以湖北為主的華中地區(qū)產業(yè)群和以廣東為主的珠三角產業(yè)群，這四大產業(yè)群的企業(yè)總數(shù)占全國光纖傳感器生產及服務企業(yè)總數(shù)的90%。

國內光纖傳感器生產及服務企業(yè)按照業(yè)務分為以下幾類：（1）專注于某一種或幾種光纖傳感器的研發(fā)和生產型企業(yè)；（2）國外光纖傳感器的代理商及國內市場支持；（3）具有鮮明行業(yè)應用背景的系統(tǒng)集成商和綜合解決方案供應商；（4）通信產業(yè)及其他公司的新業(yè)務拓展或者業(yè)務轉型。受制于技術特點和市場條件，沒有任何一家公司可以形成壟斷地位，各個公司規(guī)模較小，各個企業(yè)在光纖傳感領域的年度營業(yè)額在數(shù)千萬元左右，年度營業(yè)額能夠超過億元的不多。

目前市場上獲得成熟應用并且接受度較高的產品有：光纖光柵溫度/壓力/應變傳感器；點式熒光光纖溫度傳感器產品；點式光纖F-P壓力/溫度/振動傳感產品，光纖電流傳感產品；光纖陀螺產品；分布式光纖拉曼測溫系統(tǒng)；光纖干涉型入侵監(jiān)測系統(tǒng)。國內企業(yè)受技術研發(fā)水平及市場業(yè)務發(fā)展限制只能掌握一種或幾種技術，尚無法參與國際市場競爭。企業(yè)規(guī)模小，大多屬于高新技術企業(yè)，行業(yè)無協(xié)會組織