一、全球概況
始于1977年，光纖傳感技術(shù)研究伴隨著(zhù)光纖技術(shù)和光通信技術(shù)，迅猛發(fā)展起來(lái)的一種新型傳感技術(shù)。
近年來(lái)，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(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制、在線(xiàn)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(chǎng)產(chǎn)業(yè)化格局基本形成，從最初單一的技術(shù)產(chǎn)品推廣逐步向成熟的整體解決方案邁進(jìn)，從產(chǎn)品種類(lèi)、工藝質(zhì)量及工程實(shí)施服務(wù)等多方面得以逐步完善，行業(yè)標準及規范逐漸形成。主要研究領(lǐng)域包括：
（1）新型敏感材料研究；
（2）分布式光纖傳感系統開(kāi)發(fā)；
（3）新型專(zhuān)用光電子器件開(kāi)發(fā)；
（4）適合于易燃易爆、強磁場(chǎng)干擾、高輻射、高溫高壓場(chǎng)所的光纖傳感器開(kāi)發(fā)；
（5）大型結構工程長(cháng)期安全監測與健康診斷的光纖傳感器及其傳感系統開(kāi)發(fā)；
（6）光纖光柵傳感器產(chǎn)業(yè)技術(shù)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；
（10）準分子激光微加工技術(shù)研究；
（12）特種光纖傳感器件及其他類(lèi)型光纖傳感器的開(kāi)發(fā)。
據ElectroniCast咨詢(xún)公司統計和預測，2011年到2015年之間，全球光纖傳感器市場(chǎng)消費規模以年平均20.5%成長(cháng)，2011年規模為13億4000萬(wàn)美元，預計到2016年，將擴大為33億9000萬(wàn)美元。同時(shí)，這5年間，中國成為亞太地區最主要的光纖傳感產(chǎn)品應用市場(chǎng)。2011年交通及石化行業(yè)的光纖火災報警產(chǎn)品市場(chǎng)規模在2億元水平，電力設備光纖傳感溫度檢測及應用規模達到2億元水平，光纖傳感環(huán)境監測、光纖陀螺產(chǎn)品市場(chǎng)達到2億元水平，光纖周界市場(chǎng)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(shù)在世界上最為先進(jìn)。據BCC Research統計和預測，美國光纖傳感器市場(chǎng)在2007年達到2.35億美元，預計將以30%的年復合增長(cháng)速度增長(cháng)，有望在2014年達到16億美元。從細分市場(chǎng)看，2007年，美國內在型光纖傳感器市場(chǎng)達1.7億美元，大于外部型光纖傳感器市場(chǎng)，預計將以35%的年均增長(cháng)率增長(cháng)，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(chǎng)復合年增長(cháng)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(jìn)程：
1975年 軍用及工業(yè)應用開(kāi)發(fā)
1976年 光纖陀螺概念提出；光時(shí)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(shí)驗室級別設備
1982年 光纖水聽(tīng)器海上試驗
1985年 軍事傳感器開(kāi)發(fā)
1987年 光子晶體光纖概念出現
1990年 第一代工業(yè)設備
1995年 石油和天然氣首次實(shí)地實(shí)驗
2001年 首套石油和天然氣光纖測試系統
2005年 全光纖分布式系統出現
2011年 國產(chǎn)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(zhù)中國工業(yè)自動(dòng)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)的十二五規劃（草案），也根據新時(shí)期的要求，提出了重點(diǎn)發(fā)展的若干關(guān)鍵技術(shù)，這對行業(yè)未來(lái)發(fā)展無(wú)疑有著(zhù)重要的指導意義。
新型傳感器技術(shù)包括固態(tài)硅傳感器技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、生物芯片技術(shù)、基因芯片技術(shù)、圖像傳感器技術(shù)、全固態(tài)慣性傳感器技術(shù)等。十二五將以智能傳感器作為重點(diǎn)，進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。在光纖傳感領(lǐng)域，重點(diǎn)發(fā)展新原理、新效應的傳感技術(shù)，傳感器智能技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，微型化和低功耗技術(shù)以及傳感器陣列及多功能多參數設計、制造和封裝技術(shù)。
目前有數百個(gè)單位在這一領(lǐng)域開(kāi)展工作，如清華大學(xué)、復旦大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)、北京航空航天大學(xué)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(lǐng)域進(jìn)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(wú)源器件生產(chǎn)廠(chǎng)家，市場(chǎng)規模達到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(shū)確定了必須大力發(fā)展傳感器技術(shù)，特別是要把新型傳感器技術(shù)作為優(yōu)先領(lǐng)域予以發(fā)展。1991年12月30日《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的十年規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(kāi)發(fā)和在國民經(jīng)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(shù)在實(shí)際檢測中取得了一些應用，但仍存在一些問(wèn)題，如光纖埋入結構的工藝問(wèn)題，雖然可以通過(guò)安裝方式得到改善，但同時(shí)也導致了應變要先經(jīng)過(guò)金屬傳遞，然后再由光纖間接感應到應變，因此需要通過(guò)實(shí)驗修正才能夠進(jìn)行準確測量。同時(shí)光纖傳感器的輸出信號會(huì )受到光源波動(dòng)、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(huì )降低光纖傳感器測量的準確性。再者目前光纖傳感器實(shí)用性還有待開(kāi)發(fā)，同時(shí)其制作成本相當昂貴。目前光纖傳感器很大一部分產(chǎn)品還在實(shí)驗室階段，因此需要將實(shí)驗結果盡快投入到使用中去。
隨著(zhù)市場(chǎng)逐漸開(kāi)放和中國投資環(huán)境的改善以及全球化經(jīng)濟的進(jìn)程加速，各國傳感器廠(chǎng)家紛紛進(jìn)入中國市場(chǎng)，這加劇了市場(chǎng)的競爭。中國本土傳感器技術(shù)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為傳感器在感知信息方面的落后，另一方面則表現為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò )化方面的技術(shù)落后。國產(chǎn)企業(yè)形成了外強中干的局面，不僅失去了中高端產(chǎn)品市場(chǎng)，而且直接導致自己能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，同質(zhì)化嚴重，國產(chǎn)傳感器價(jià)格優(yōu)勢明顯，但質(zhì)量上與國外產(chǎn)品相比仍存在一定差距，一般應用在對信號要求不高的區域。
三、重要領(lǐng)域市場(chǎng)態(tài)勢分析
（一）、石油石化領(lǐng)域
光纖傳感器可以在油田井下進(jìn)行壓力監測，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(shù)，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公司是世界上為數不多掌握管道防破壞及泄露監測需求技術(shù)的公司之一，他們的FFT SecurePipe系統是專(zhuān)門(mén)用于管道安全監測的產(chǎn)品，該公司于2013年3月將分布式光纖聲音監聽(tīng)系統布設于印度的長(cháng)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(shù)的瓦斯安全綜合監控系統可以在10公里內對瓦斯、礦壓、水壓、溫度、聲發(fā)射、地震波等進(jìn)行監測。
（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(diǎn)傳感器的實(shí)時(shí)溫度分布可視化系統的實(shí)驗測試。目前該技術(shù)由單一光纖組成的傳感器安裝在各個(gè)服務(wù)器機架的前面和后面、機房頂部和數據中心的樓層上，用來(lái)采集空調系統電力能耗。
（五）、交通隧道領(lǐng)域
截止2007年底，我國已營(yíng)業(yè)鐵路隧道5941座，3750271米，其中長(cháng)度在10000m以上的特長(cháng)隧道7座，我國萬(wàn)米以上的特長(cháng)隧道有京廣線(xiàn)的大瑤山隧道（14295m），西康線(xiàn)隧道（18456m），寧西線(xiàn)東秦嶺隧道（12268m），蘭新線(xiàn)烏鞘嶺隧道（20050m），渝懷線(xiàn)圓梁山隧道（11070m）。截止2002年，公路隧道總數達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(cháng)度已經(jīng)超過(guò)7000公里。對隧道的安全監測是十分重要的，在隧道內鋪設光纖火災報警系統，意義深遠而重大。
四、光纖傳感器生產(chǎn)及服務(wù)企業(yè)現狀分析
我國光纖傳感器生產(chǎn)及服務(wù)企業(yè)按地域可分為4大產(chǎn)業(yè)群，分別是以江蘇、浙江、上海、安徽為主的華東長(cháng)三角產(chǎn)業(yè)群，以北京、河北為主的華北地區環(huán)渤海產(chǎn)業(yè)群，以湖北為主的華中地區產(chǎn)業(yè)群和以廣東為主的珠三角產(chǎn)業(yè)群，這四大產(chǎn)業(yè)群的企業(yè)總數占全國光纖傳感器生產(chǎn)及服務(wù)企業(yè)總數的90%。
國內光纖傳感器生產(chǎn)及服務(wù)企業(yè)按照業(yè)務(wù)分為以下幾類(lèi)：（1）專(zhuān)注于某一種或幾種光纖傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)型企業(yè)；（2）國外光纖傳感器的代理商及國內市場(chǎng)支持；（3）具有鮮明行業(yè)應用背景的系統集成商和綜合解決方案供應商；（4）通信產(chǎn)業(yè)及其他公司的新業(yè)務(wù)拓展或者業(yè)務(wù)轉型。受制于技術(shù)特點(diǎn)和市場(chǎng)條件，沒(méi)有任何一家公司可以形成壟斷地位，各個(gè)公司規模較小，各個(gè)企業(yè)在光纖傳感領(lǐng)域的年度營(yíng)業(yè)額在數千萬(wàn)元左右，年度營(yíng)業(yè)額能夠超過(guò)億元的不多。
目前市場(chǎng)上獲得成熟應用并且接受度較高的產(chǎn)品有：光纖光柵溫度/壓力/應變傳感器；點(diǎn)式熒光光纖溫度傳感器產(chǎn)品；點(diǎn)式光纖F-P壓力/溫度/振動(dòng)傳感產(chǎn)品，光纖電流傳感產(chǎn)品；光纖陀螺產(chǎn)品；分布式光纖拉曼測溫系統；光纖干涉型入侵監測系統。國內企業(yè)受技術(shù)研發(fā)水平及市場(chǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展限制只能掌握一種或幾種技術(shù)，尚無(wú)法參與國際市場(chǎng)競爭。企業(yè)規模小，大多屬于高新技術(shù)企業(yè)，行業(yè)無(wú)協(xié)會(huì )組織。
