光纤传感器的工作原理
光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器,在调制器内与外界被测参数的相互作用, 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化,成为被调制的光信号,再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。整个过程中,光束经由光纤导入,通过调制器后再射出,其中光纤的作用首先是传输光束,其次是起到光调制器的作用。
未来光纤传感物联网技术的提升
目前,我国已成为全球光纤传感器消费最大国,在国产化进程有一定的突破。以南京大学、深圳中科传感为代表的大学及研究院等机构,基本掌握了全套的光纤传感器方案。而在光纤传感系统的核心部件上,厦门彼格的窄带光源、世维通的铌酸锂波导等为代表相关的器件,都不甘落后争相实现自主研发。
纵观整个行业市场,目前中国光纤传感器的自主研发仍是短板,总体市场化水平仍落后外国。据统计,中国传感器新品研制率落后美日等国近10年,产业化水平落后10到15年。未来,中国光纤传感市场产业化格局有待提升,物联网技术的加持,将推动中国光纤传感市场走向新一轮发展高峰。
但是在国内传感器没有进入“重点领域、重点行业、重大工程”,没有进入国民经济主战场。传感器作为信息技术三大支柱之一,并未受到像集成电路和计算机那样重视,也未享受同样的政策。即使在基础元器件中,其重要性也排在机械元器件之后,原因是对传感器的重要性认识偏颇。近十年来虽然对传感器的发展提出了一系列政策,但是都是作为主项目的子项目立项,依附于物联网、智能制造、仪表仪器等,从未作为国家项目单独立项。国家对传感器的投资力度还是不够的。
光纤传感器行业发展前景展望
市场规模分析
图表:2018-2020年中国光纤传感器市场规模(单位:亿元)
数据来源:中研普华产业研究院
相较于美国,中国的光纤传感行业处于起步阶段。2020年,光纤传感器在中国市场的规模约有137亿元,且呈逐渐增长的态势。
价格走势分析
在市场价格方面,不同规模的项目对测量光缆的数量需求不一,单个项目的价值量从1万元左右到千万元级别都有分布,单一项目的整套分布式传感器价格也具有较大的差异性。近几年,受益于分布式光纤传感器需求不断增长,技术水平不断提高,应用范围逐渐扩展,我国分布式光纤传感器市场价格呈现出较为明显的上升态势,2019年平均价格为11.05万元/套。
预计未来随着我国分布式光纤传感器的技术进一步成熟,原材料的供应更为充足,同时市场竞争也将加剧,分布式光纤传感器价格将有可能出现下降的局面。
图表:2014-2019年中国分布式光纤传感器市场均价(单位:万元/套)
数据来源:公开资料整理
消费市场状况
当下,随着光纤技术的不断提升,光纤传感市场迎来迅猛的发展势头,由于具备极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点,光纤传感技术被广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域。正是基于此,光纤传感拥有巨大的市场发展潜力。
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