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我国光纤传感器市场稳定增长 光纤陀螺占比最大 小型化、多功能化是未来发展方向

一、行业相关定义、分类及产业链

根据观研报告网发布的《中国光纤传感器行业现状深度分析与发展前景预测报告(2025-2032年)》显示,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,具有高精度、高灵敏度、抗干扰等优点。光纤传感器种类多样,根据被测对象的调制形式可以分为强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型;根据监测的连续性可分为分布式和点分式;根据光纤在传感器中的作用可以分为功能型(FF)和非功能型(NFF)。

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,具有高精度、高灵敏度、抗干扰等优点。光纤传感器种类多样,根据被测对象的调制形式可以分为强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型;根据监测的连续性可分为分布式和点分式;根据光纤在传感器中的作用可以分为功能型(FF)和非功能型(NFF)。

资料来源:公开资料,观研天下整理

光纤传感器产业链主要包括上游原材料和设备供应商、中游光纤传感器制造商和下游应用领域。具体来看,光纤传感器产业链上游主要包括光学器件、光学芯片、半导体芯片、电子元器件、钣金加工等行业的供应商。这些原材料和设备是制造光纤传感器所必需的,其质量和性能直接影响到中游制造环节的质量和效率。

光纤传感器产业链中游是光纤传感器制造环节,负责将上游提供的原材料和设备加工成光纤传感器产品。这些产品具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点,是实现自动检测和自动控制的首要环节。

光纤传感器产业链下游则是应用领域。光纤传感器的应用领域非常广泛,涵盖电力电网、城市地下综合管廊、轨道交通、隧道、大楼整体建筑等领域。此外,在通讯电子、消费电子、汽车电子、智慧农业、环境监测等领域也有广泛的应用。

光纤传感器产业链下游则是应用领域。光纤传感器的应用领域非常广泛,涵盖电力电网、城市地下综合管廊、轨道交通、隧道、大楼整体建筑等领域。此外,在通讯电子、消费电子、汽车电子、智慧农业、环境监测等领域也有广泛的应用。

资料来源:公开资料,观研天下整理

二、市场保持稳定增长,其中光纤陀螺占据着主要市场

光纤传感器及智能化仪器仪表产业是国民经济的基础性、战略性产业,历来得到国家产业政策的大力支持。近年随着光纤传感技术的不断改进及成熟,其应用领域也随之不断拓展,光纤传感技术在石油石化、交通、电力、汽车及安防等工业领域得到广泛应用,进而推动了我国光纤传感器行业规模的增长。展望未来,随着5G通信、物联网、人工智能等尖端技术的蓬勃发展,光纤传感器市场无疑将获得更为广阔的发展空间。

数据显示,2019-2023年我国光纤传感器市场规模从151亿元增长到288亿元,年复合增长率为25%。预计到2028年,我国光纤传感器市场规模有望达462亿元。

数据显示,2019-2023年我国光纤传感器市场规模从151亿元增长到288亿元,年复合增长率为25%。预计到2028年,我国光纤传感器市场规模有望达462亿元。

数据来源:公开数据,观研天下整理

从细分产品来拿,目前在我国光纤传感器市场上,主要有光纤陀螺、光纤光栅传感器、光纤电流传感器、光纤水听器等产品。其中光纤陀螺占据主要市场。有数据显示,2023年我国光纤陀螺市场规模为221.4亿元,占光纤传感器市场比重76.88%。预计到2028年光纤陀螺市场规模达到363.8亿元。

中国光纤传感器细分产品及应用情况

分类 市场分析
光纤陀螺 截至目前,成为国内各军用导航设备的主力传感器,占据主要市场。其中,干涉型光纤陀螺,技术已经成熟,适合进行批量生产和商品化;谐振型光纤陀螺,以及布里渊型还处于研究阶段。
光纤光栅传感器 电力传输系统容量不断增加,运行电压等级也越来越高,电流也越来越大,传统传感器难以满足市场发展,光纤电流传感器应运而生。
光纤电流传感器 电力传输系统容量不断增加,运行电压等级也越来越高,电流也越来越大,传统传感器难以满足市场发展,光纤电流传感器应运而生。
光纤水听器 干涉型光纤水听器技术已逐步发展成熟,目前研究的关键技术涉及光源、光纤器件、探头技术、抗偏振衰落技术等。

资料来源:公开资料,观研天下整理

资料来源:公开资料,观研天下整理

数据来源:公开数据,观研天下整理

三、应用领域广泛,军工领域是目前最主要应用领域

光纤传感器应用领域广泛,且在多个领域都展现出了其广泛的应用价值。例如在石油石化领域,光纤传感器能有效监测油井的各项参数,助力优化生产流程,提升采收率。

在电力领域,光纤传感器则能实时监控电力设备的运行状态,如变压器的油温和绕组温度,从而及时发现并处理设备故障,确保电力系统的安全稳定。

在医疗领域,可穿戴光纤传感器能实时监测人体的生理参数,如心率、血压和体温,为远程医疗和健康管理提供有力支持。同时,它还广泛应用于医疗设备中,如内窥镜和手术机器人,显著提升了医疗诊断和治疗的精准度和安全性。

在环境监测领域,光纤传感器能有效监测大气中的污染物浓度、水质参数以及土壤湿度等关键指标,为环境保护提供了宝贵的数据支持。同时,它还能用于监测自然灾害,如地震和滑坡等,以便提前发出预警,减少灾害带来的损失。

展望未来,光纤传感技术将朝着更智能、更高性能、更广泛的应用方向发展,并与新兴技术深度融合,从而进一步拓宽其应用领域和市场空间。

但是,虽然光纤传感技术已经在多个实际场景中获得应用,但在某些特定领域,如智能光纤传感器在航空发动机、重型燃气轮机状态监测等方面的应用,仍面临技术挑战,自主研发能力不足,存在高端技术难题。例如,光纤光栅传感器技术也存在技术难点,如温度补偿问题、传统封装的温度应变应力分离问题等,需通过技术创新来提高光纤传感器的性能和应用范围。

目前我国光纤传感器仍主要应用在军工领域,占比40%;其次为油气管道、油气井下和油气抗震领域,占比30%。

目前我国光纤传感器仍主要应用在军工领域,占比40%;其次为油气管道、油气井下和油气抗震领域,占比30%。

数据来源:公开数据,观研天下整理

四、小型化、多功能化、智能化是未来发展方向

随着传感技术、信息技术、互联网技术的快速发展,采用新材料、新机理、新技术的光纤传感器与智能仪器仪表实现了高灵敏度、高适应性、高可靠性,并向多功能化、微型化、模块化、智能化、集成化、网络化方向发展。

小型化与多功能化:随着微纳米加工技术的不断进步,光纤传感器正日益朝向小型化发展,使其能够适应空间受限的应用环境,例如在医疗微创手术中的精细操作,以及航空航天领域的高精度测量。同时,通过集成多种传感功能,如温度、压力、位移等的检测,光纤传感器正变得越来越多功能化,从而能够更好地满足复杂应用场景下的多样化需求。

高灵敏度与高精度:光纤传感技术正不断追求更高的灵敏度和精度。通过运用光纤布拉格光栅(FBG)和分布式光纤传感(DTS)等前沿技术,该领域已能够实现亚微米级的精确检测,甚至在极低噪声环境下也能保持出色的性能。

智能化:随着光纤传感技术的不断发展,它与人工智能、机器学习以及物联网技术的结合日益紧密。通过智能算法对光纤传感器采集到的数据进行深入分析,不仅有望实现设施的预测性维护,还能为实时反馈和决策提供有力支持。此外,将光纤传感器与无线通信技术相结合,更是为智能建筑、智能交通等领域的创新提供了新的可能性。(WW)

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