ICCSZ讯(编辑:Kine)光纤传感技术是伴随光通信的迅速发展而产生的新技术。在光通信系统中,光纤是光波信号长距离传输的媒介。当光波在光纤中传输时,表征光波的相位、频率、振幅、偏振态等特征参量,会因温度、压力、磁场、电场等外界因素的作用而发生变化,故可以将光纤用作传感器元件,探测导致光波信号变化的各种物理量的大小,这就是光纤传感器。利用外界因素引起光纤相位变化来探测物理量的装置,称为相位调制传感型光纤传感器,其他还有振幅调制传感型、偏振态调制型、传光型等各种光纤传感器。
光纤传感的应用
目前光纤传感主要应用于以下几个方面:
石油和天然气——油藏监测井下的P / T传感、地震阵列、能源工业、发电厂、锅炉及蒸汽涡轮机、电力电缆、涡轮机运输、炼油厂;航空航天——喷气发动机、火箭推进系统、机身;民用基础建设——桥梁、大坝、道路、隧道、滑坡;交通运输——铁路监控、运动中的重量、运输安全;生物医学——医用温度压力、颅内压测量、微创手术、一次性探头。
一份来自ElectroniCast的最新报告数据显示,从2012年到2017年间,全球光纤传感器(包括点分式和分布式)消费值的平均年增幅高达20.3%,其年消费值将从2012年的15.8亿美元增长至2017年的39.8亿美元。
Fiber Optic Sensor Global Consumption Market Forecast(Value Basis, $Billion)
从上图可以看出光纤传感市场每年都在不断增长,并且在预测期2013至2017年的年复合增长率为20%。
而光纤传感的应用主要分为五大方向:石油和天然气、交通运输、航空航天、生物医学、民用基础建设。
对于民用基础建设,目前我国基础设施建设已经到了一个拐点,钢铁、水泥已严重产能过剩,国家再在基础设施方面的大规模投入的可能性很小。因此,在民用基础建设——桥梁、大坝、道路和隧道方面,新增量可能不会太大。这表明在民用基础建设方面对光纤传感的新增需求增长率不会很高,就目前来看,其需求主要来源为现有的大型桥梁和隧道等方面,即本应该安装光纤传感,但由于各种因素而没有安装的现有设施。而经测验的数据显示,光纤传感使用寿命在25年左右,这表明其更换率很低,一经安装几乎不需要再次更换,说明其二次需求不高。
而目前我国现有桥梁为60万座左右,其中1公里以上的特大桥梁1254座,但那些需要安装,那些不需要安装,没有相关规定,而桥梁为公共设施,其产权不明确,相关安全设施的部署就得不到应有的重视;而铁路尤其是高铁,其对光纤传感的需求很大。目前,我国铁路运营里程已近10万公里,其中高铁9356公里,但铁总公司负债也高的惊人——2.6万亿元,在这么高的负债下,它还能拿出额外的资金吗?且近年高铁的发展更是饱受争议,直接导致铁道部被改革成为铁总公司。因此,就我国而言,光纤传感在基建、桥梁、大坝、铁路、隧道方面的市场潜在需求容量是有,但能否转化为实质性需求,则有待检验。
航空航天方面,国际上值得信赖的民用飞机制造商主要有美国的波音和欧洲的空中客车,而其对相关产品要求之高,竞争之激烈可想而知。在国内,目前我们能看到的航空航天市场——军用飞机、航天飞行器,或零星的私人飞机。总体来说国内该市场并不大,而且普通公司要成为其中之一的供应商,其难度不小,短期来看成本和收益不成正比,长期则风险不可控,因为供给方和需求方地位不平等,相差悬殊。
交通运输和生物医学方面,相对来说还是比较开放竞争平等的市场。而且市场分布也比较广和分散,供给方和需求方的地位相差无几,这就给企业创造了自由竞争的土壤,比较适合民营企业开拓。
石油和天然气方面,这是一个巨大的市场,全球已发现的海洋油气田1600个左右,投产的有160个其中70多个是巨型油气田,而海洋石油已占总产量的33%,到2020年预计升至35%。而我国南海能源储备可与波斯湾媲美,至少蕴藏石油2575亿桶,天然气7.5万亿立方米,东海大陆架原油储量约1000亿桶。这是一个巨大的市场,但供需双方地位呈一边倒形式。需求方处于绝对主导地位,因为在我国只有“三桶油”——中石油、中石化和中海油。要进入这个市场如果没有三桶油雄厚的资本支撑,一般企业基本不可能,或即使进入也只能处在被支配的位置。在这种情况下只有通过组成企业联盟,统一行动统一步调,以行业形式瓜分巨型市场,才可以实现行业的利润最大化,进而惠及联盟企业单位。而且联盟企业可以有效降低企业之间的交易成本,且在与寡头谈判时极大的提高供给方地位和话语权,使供给方处在更有利的位置。