光纤传感资产监控运维管理系统行业发展情况及技术水平、特点
思瀚产业研究院 光格科技    2023-07-19

（1）光纤传感系统

光纤传感是一种新型传感技术，通过光的反射、折射和吸收效应，光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等，可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化，因而，可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量。

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。 光纤传感器由光源、入射光纤、出射光纤、光调制器、光探测器及解调器组 成。其基本原理是将光源的光经入射光纤送入调制区，光在调制区内与外界被测参数相互作用，使光的光学性质（如强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化而成为被调制的信号光，再经出射光纤送入光探测器、解调器而获得被测参数。

基于光纤传感技术的资产监控系统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，可以实现温度、应力、声 波等物理量的量测，并安全有效地应用于各种恶劣环境中，可作为资产监控运维 管理系统的核心传感器件。目前，光纤传感技术已广泛应用于电网基建、城市管 廊、油气能源基建、海底缆线、交通基建、城市安防等领域，实现资产监控运维 管理功能，下游应用领域十分宽广。

根据 Frost&Sullivan 的统计和预测，2021 年，我国光纤传感解决方案市场规模达到 72.90 亿元人民币，自 2017 年以来年复合增长率达 27.1%，电网基建、城市管廊、油气能源基建、海底缆线等行业投资的高速发展是促进整体光纤传感市场的主要增长因素。预测到 2026 年，市场规模将达到 208.70 亿元，如下图所示：

数据来源：Frost&Sullivan

光纤传感解决方案主要应用在城市管廊、交通基建、油气能源基建、电网基 建、城市安防及其他和海底缆线六大细分领域，2019 年至 2022 年（E），光纤传感解决方案在不同细分领域的市场规模如下：单位：亿元

（2）分布式光纤传感系统的优势

光纤传感器可按照技术特点分为分布式光纤传感器、准分布式传感器和点式传感器三种。 点式传感器的技术原理是通过识别某点的干涉效应的改变来探测信号；准分布式传感器则是在点式传感器的基础上重复，实现多点同时探测；在设计理念上， 分布式传感器有其特殊性与上述两种技术完全不同，在分布式传感中，整根光纤都可以作为传感器件，不限于在任何点检测信号，实现对参数的整体感知和光路 测量。

分布式光纤传感技术通过测量光纤中的拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射等光的物理散射信号，实现温度、应力、声波的测量功能的新型传感技术。由于 传感光纤中只通行光信号，是一种安全、无源的非电检测技术。

与离散点式传感器、准分布式传感器相比，分布式光纤传感系统中的传感光纤既是传感单元，亦是传输单元，一台监测距离数十至数百公里的光纤传感设备可等效于数十至百万个温度、应力、声波探测单元，监测距离内全覆盖，在长距离大范围监测场合下较离散点式、准分布式传感器具备优势。

分布式光纤传感器中的光纤能够集传感、传输功能于一体，能够完成在整条光纤长度上环境参量的空间、时间多维连续测量，具有结构简单、易于布设、性价比高、易实现长距离 等独特优点，特别适用于工作环境恶劣、监测距离长的电网基建、城市管廊、油气能源基建、海底缆线、交通基建、城市安防等领域中，受益于下游应用领域的 建设需求，推动了分布式光纤行业的快速发展。

分布式光纤传感器在技术层面与准分布式传感器和点式传感器及其他常见传统传感器的对比如下：

资料来源：Frost&Sullivan