鑫鼎晟行业洞察:技术与应用需求驱动下,新型阵列光栅或成光纤传感最优解
发布于:2025-08-22
浏览量:5575

 

鑫鼎晟研究观点

 

 

 

光纤传感从“被动巡检”迈向“主动感知”:新一代光栅阵列技术有望重构基础设施安全监测体系

 

 

从鑫鼎晟的专业视角来看,电气电缆故障已成为我国火灾事故最主要的诱因之一。国家消防救援局数据显示,2023 年 1–10 月,全国因电气原因引发的火灾占比超过 30%,直接经济损失高达 263 亿元。在此背景下,传统依赖人工巡检与点式传感器的运维模式,已难以支撑当前大规模、长距离、高密度基础设施的安全管理需求。

 

鑫鼎晟研究认为,以光纤传感为代表的新一代感知技术,正在从“辅助监测工具”升级为基础设施安全运行的核心感知底座。凭借其连续监测、长距离覆盖、强抗干扰和高可靠性等优势,光纤传感技术正被广泛应用于光缆运维、油气管网、电力系统、公共交通、周界安防与地质灾害预警等关键领域,并成为防范系统性安全风险的重要技术路径。

 

 

 

一、事故高发与运维复杂化并存,传统监测体系面临瓶颈

 

 

除电气火灾风险外,随着我国光缆铺设密度快速提升以及油气管网、电力系统规模持续扩大,运维管理难度同步加剧。实际运行中普遍存在监测工作量巨大、故障定位误差大、性能监控滞后等问题。行业统计显示,超过 85% 的网络与电力不可用事件由线缆故障引发,对社会运行和经济活动造成显著冲击。

 

鑫鼎晟指出,这类问题的根源在于传统监测体系以“事后响应”为主,缺乏对状态变化的连续感知与提前预警能力,已难以适配当下复杂工程体系对实时性、系统性与可靠性的要求。

 

 

 

二、光纤传感技术加速渗透,成为主动感知的重要抓手

 

 

光纤传感技术以光作为信息载体、光纤作为传感与传输介质,通过解析光信号变化实现对温度、应变、振动、声波等多物理量的实时监测。相较传统电磁传感器,其在耐腐蚀、抗电磁干扰、长距离覆盖、信息容量与环境适应性等方面具备显著优势,尤其适合恶劣环境下的长期在线运行。

 

经过多年技术积累,光纤传感已在电力、油气、交通、化工、安防及地质监测等领域实现规模化应用,逐步形成“被动巡检 → 主动感知 → 智能预警”的运维升级路径。

 

 

 

三、应用场景持续拓展,基础设施安全监测需求释放

 

 

在实际工程中,光纤传感技术已形成多元化应用体系:

 

光缆运维管理:通过“同路由检测”等手段,实现物理光缆与业务路由的融合监测,显著降低断纤引发的大面积业务中断风险。

油气管网监测:依托通信光缆与智能算法,实现长距离、高分辨率的管道泄漏、振动与入侵监测。

电力线路监测:对覆冰、振动、温升等关键状态进行实时感知,提升电网在极端气候下的运行安全性。

地质与火灾预警:构建覆盖山川、平原、海域的环境感知网络,实现对地震、滑坡、泥石流及火灾的提前预警。

周界安防与海缆监测:在核电站、交通干线、海底缆线等高价值资产中,提供全天候、低误报的安全防护能力。

 

 

 

 

四、传统技术路径受限,新一代光纤传感网络呼之欲出

 

 

从技术演进角度看,现有光纤传感体系主要包括单点式、准分布式与分布式三类。其中,光纤光栅(FBG)在灵敏度与稳定性方面表现突出,而分布式光纤传感在长距离与无盲区覆盖方面具备优势。

 

然而,鑫鼎晟研究指出,传统技术路线已难以同时满足“大容量、高精度、高密度、长距离、高可靠”新型光纤传感网络的综合需求。在此背景下,基于光栅阵列的新一代光纤传感技术开始显现出系统性优势。

 

 

 

五、光栅阵列光纤传感:融合式技术路径或成最优解

 

 

新一代光栅光纤阵列传感技术,通过在拉丝塔在线写入光纤光栅,并结合波分 + 时分混合复用方式,实现对海量传感单元的高效解调,有效融合光纤光栅与分布式光纤传感的优势

 

该技术有望构建真正意义上的新型传感网络,在容量、精度、密度、覆盖范围与可靠性等关键指标上实现系统性突破。鑫鼎晟注意到,国内企业(如安徽龙联智能等)已在该方向展开布局,并取得阶段性成果,为我国基础设施智能感知体系提供了可行的工程化路径。

 

 

 

六、市场规模快速扩张,光纤传感进入高景气周期

 

 

根据 Frost & Sullivan 数据,2021 年我国光纤传感解决方案市场规模约 72.9 亿元,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、海底缆线等领域的持续投资,是推动市场增长的核心动力。预计到 2026 年,市场规模将达 208.7 亿元,成长确定性较强。

 

 

 

七、结语:从“感知工具”到“安全底座”,光纤传感价值重估在即

 

 

鑫鼎晟认为,随着基础设施规模化、复杂化趋势加深,安全运行的核心已从“人工经验”转向“系统感知”。光纤传感技术,特别是新一代光栅阵列方案,将在电力、交通、能源、城市安全等关键领域发挥越来越重要的底座作用。

 

未来,伴随技术工程化成熟与应用场景持续扩展,光纤传感有望逐步接近甚至替代传统电磁传感体系,成为新一代物联网与智慧基础设施的重要感知基础,其产业价值与战略意义将持续提升。