一、行業相關定義、分類及產業鏈
根據觀研報告網發布的《中國光纖傳感器行業現狀深度分析與發展前景預測報告(2025-2032年)》顯示,光纖傳感器是一種將被測對象的狀態轉變為可測的光信號的傳感器,具有高精度、高靈敏度、抗干擾等優點。光纖傳感器種類多樣,根據被測對象的調制形式可以分為強度調制型、偏振態制型、相位制型、頻率制型;根據監測的連續性可分為分布式和點分式;根據光纖在傳感器中的作用可以分為功能型(FF)和非功能型(NFF)。
資料來源:公開資料,觀研天下整理
光纖傳感器產業鏈主要包括上游原材料和設備供應商、中游光纖傳感器制造商和下游應用領域。具體來看,光纖傳感器產業鏈上游主要包括光學器件、光學芯片、半導體芯片、電子元器件、鈑金加工等行業的供應商。這些原材料和設備是制造光纖傳感器所必需的,其質量和性能直接影響到中游制造環節的質量和效率。
光纖傳感器產業鏈中游是光纖傳感器制造環節,負責將上游提供的原材料和設備加工成光纖傳感器產品。這些產品具有微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化等特點,是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
光纖傳感器產業鏈下游則是應用領域。光纖傳感器的應用領域非常廣泛,涵蓋電力電網、城市地下綜合管廊、軌道交通、隧道、大樓整體建筑等領域。此外,在通訊電子、消費電子、汽車電子、智慧農業、環境監測等領域也有廣泛的應用。
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二、市場保持穩定增長,其中光纖陀螺占據著主要市場
光纖傳感器及智能化儀器儀表產業是國民經濟的基礎性、戰略性產業,歷來得到國家產業政策的大力支持。近年隨著光纖傳感技術的不斷改進及成熟,其應用領域也隨之不斷拓展,光纖傳感技術在石油石化、交通、電力、汽車及安防等工業領域得到廣泛應用,進而推動了我國光纖傳感器行業規模的增長。展望未來,隨著5G通信、物聯網、人工智能等尖端技術的蓬勃發展,光纖傳感器市場無疑將獲得更為廣闊的發展空間。
數據顯示,2019-2023年我國光纖傳感器市場規模從151億元增長到288億元,年復合增長率為25%。預計到2028年,我國光纖傳感器市場規模有望達462億元。
數據來源:公開數據,觀研天下整理
從細分產品來拿,目前在我國光纖傳感器市場上,主要有光纖陀螺、光纖光柵傳感器、光纖電流傳感器、光纖水聽器等產品。其中光纖陀螺占據主要市場。有數據顯示,2023年我國光纖陀螺市場規模為221.4億元,占光纖傳感器市場比重76.88%。預計到2028年光纖陀螺市場規模達到363.8億元。
中國光纖傳感器細分產品及應用情況
分類 | 市場分析 |
光纖陀螺 | 截至目前,成為國內各軍用導航設備的主力傳感器,占據主要市場。其中,干涉型光纖陀螺,技術已經成熟,適合進行批量生產和商品化;諧振型光纖陀螺,以及布里淵型還處于研究階段。 |
光纖光柵傳感器 | 電力傳輸系統容量不斷增加,運行電壓等級也越來越高,電流也越來越大,傳統傳感器難以滿足市場發展,光纖電流傳感器應運而生。 |
光纖電流傳感器 | 電力傳輸系統容量不斷增加,運行電壓等級也越來越高,電流也越來越大,傳統傳感器難以滿足市場發展,光纖電流傳感器應運而生。 |
光纖水聽器 | 干涉型光纖水聽器技術已逐步發展成熟,目前研究的關鍵技術涉及光源、光纖器件、探頭技術、抗偏振衰落技術等。 |
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三、應用領域廣泛,軍工領域是目前最主要應用領域
光纖傳感器應用領域廣泛,且在多個領域都展現出了其廣泛的應用價值。例如在石油石化領域,光纖傳感器能有效監測油井的各項參數,助力優化生產流程,提升采收率。
在電力領域,光纖傳感器則能實時監控電力設備的運行狀態,如變壓器的油溫和繞組溫度,從而及時發現并處理設備故障,確保電力系統的安全穩定。
在醫療領域,可穿戴光纖傳感器能實時監測人體的生理參數,如心率、血壓和體溫,為遠程醫療和健康管理提供有力支持。同時,它還廣泛應用于醫療設備中,如內窺鏡和手術機器人,顯著提升了醫療診斷和治療的精準度和安全性。
在環境監測領域,光纖傳感器能有效監測大氣中的污染物濃度、水質參數以及土壤濕度等關鍵指標,為環境保護提供了寶貴的數據支持。同時,它還能用于監測自然災害,如地震和滑坡等,以便提前發出預警,減少災害帶來的損失。
展望未來,光纖傳感技術將朝著更智能、更高性能、更廣泛的應用方向發展,并與新興技術深度融合,從而進一步拓寬其應用領域和市場空間。
但是,雖然光纖傳感技術已經在多個實際場景中獲得應用,但在某些特定領域,如智能光纖傳感器在航空發動機、重型燃氣輪機狀態監測等方面的應用,仍面臨技術挑戰,自主研發能力不足,存在高端技術難題。例如,光纖光柵傳感器技術也存在技術難點,如溫度補償問題、傳統封裝的溫度應變應力分離問題等,需通過技術創新來提高光纖傳感器的性能和應用范圍。
目前我國光纖傳感器仍主要應用在軍工領域,占比40%;其次為油氣管道、油氣井下和油氣抗震領域,占比30%。
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四、小型化、多功能化、智能化是未來發展方向
隨著傳感技術、信息技術、互聯網技術的快速發展,采用新材料、新機理、新技術的光纖傳感器與智能儀器儀表實現了高靈敏度、高適應性、高可靠性,并向多功能化、微型化、模塊化、智能化、集成化、網絡化方向發展。
小型化與多功能化:隨著微納米加工技術的不斷進步,光纖傳感器正日益朝向小型化發展,使其能夠適應空間受限的應用環境,例如在醫療微創手術中的精細操作,以及航空航天領域的高精度測量。同時,通過集成多種傳感功能,如溫度、壓力、位移等的檢測,光纖傳感器正變得越來越多功能化,從而能夠更好地滿足復雜應用場景下的多樣化需求。
高靈敏度與高精度:光纖傳感技術正不斷追求更高的靈敏度和精度。通過運用光纖布拉格光柵(FBG)和分布式光纖傳感(DTS)等前沿技術,該領域已能夠實現亞微米級的精確檢測,甚至在極低噪聲環境下也能保持出色的性能。
智能化:隨著光纖傳感技術的不斷發展,它與人工智能、機器學習以及物聯網技術的結合日益緊密。通過智能算法對光纖傳感器采集到的數據進行深入分析,不僅有望實現設施的預測性維護,還能為實時反饋和決策提供有力支持。此外,將光纖傳感器與無線通信技術相結合,更是為智能建筑、智能交通等領域的創新提供了新的可能性。(WW)

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