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感温探测领域:感温电缆为主,国产替代空间大

发布时间: 2021-02-19  点击次数: 60次
工业领域所用的感温火灾探测器主要包括电缆和光纤两种,电缆全称为缆式线型感温探测器,光纤是线型光纤 感温探测器。感温电缆本质上是热敏电缆,由两根弹性钢丝、热敏绝缘材料、塑料包带及塑料外护套组成。在正常监视状态下,两根钢丝间呈绝缘状态。当环境温度升高时,电缆的绝缘电阻下降,电缆中通过的监视电流增大, 调制器基于此电流变化对温度进行计算,确认火警时发出报警信号。而光纤传感技术是以光信号进行传感和传输, 属于非电检测技术。目前两种技术在部分环境情况较为的应用场景如油罐、隧道使用区分度较大,但在多 数工业场景属于替代关系。
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光纤传感技术的基本原理是在受到压力、温度、电场、磁场外界环境因素的影响时,光纤中传输的光波容易受到这些外在场或量的调制,因而光波的表征参量如强度、相位、频率、偏振态等会发生相应改变,通过检测这些参量的变化,就可以获得外界被测参量的变化信息,实现对外界被测参量的“传”和“感”的功能。
其具体工作原理是由光源发出光波,通过置于光路中的传感元件,将待测外界信息如温度、压力、应变、电场等叠加到载波光波上;承载信息的调制光波通过光纤传输到探测单元,并经信号处理后检测出随待测外界信息变化的感知信号,从而实现传感功能。
油罐领域:基本以光纤探测器为主
由于光纤探测器的非电属性,以及政策方面也有相关使用规定,目前国内大型油罐的火灾报警系统基本上都使 用线型光纤感温火灾探测器。油罐光纤火灾报警系统主要企业包括理工光科、品傲光电以及波汇科技。《火灾自 动报警系统设计规范》中规定外浮顶油罐宜采用线型光纤感温火灾探测器。
光纤油罐火灾报警系统包括检测探头、光纤光栅信号处理器、连接光缆、传输光缆、仪表柜、监控计算机等。其中,检验探头采用光纤光栅为温度测量单元,多个检测探头之间相互串接,形成感温光缆,与处理器相连接, 以探测油罐现场环境温度。光纤光栅信号处理器,主要用于现场光纤光栅感温探头提供光源,对感温光栅探头返 回的光信号进行分析,实时显示罐顶被测现场温度值。监控计算机负责接收来自信号处理器的信息,并将这 些信号传送给火灾自动报警与控制系统。
隧道领域:光纤感温探测器占比 70%,红外火焰探测器占比 30%
隧道领域由于地下环境特殊性,通常是烟雾重、污染多、湿度大、维护困难。《火灾自动报警系统设计规范》中 规定城市道路隧道、特长双向公路隧道和道路中的水底隧道,应同时采用线型光纤感温火灾探测器和点型红外火 焰探测器(或图像型火灾探测器);其他公路隧道应采用线型光纤感温火灾探测器或点型红外火焰探测器。目前隧道领域光纤探测器占火灾探测器的使用比例为 70%,国内主要企业包括理工光科、上海光栅信息技术、上海波汇科技等;红外火焰探测器占比 30%,主要企业包括美国 GE、日本能美、理工光科、盛赛尔、博康电子等。
电力领域:光纤和电缆感温探测器存在替代关系
电力领域包括发电厂、变电站等用电密集地区,感温探测器的使用范围在高压开关柜电闸触电、高压开关触点/接头、母线非触点/接头、变压器线圈/绝缘油、高压电缆接头/电缆终端、电缆隧道/沟槽/夹层等多种电力设备领域。
目前光纤光栅测温主要用于对产品可靠性、电磁兼容性等性能要求较高的电力设备的温度在线监测,如电力电缆 接头温度监测、高电压等级变压器(110KV 以上)油温监测、高电压等级接地电极温度监测以及高电压等级高 压开关柜(10KV 以上)等。
感温电缆相较于分布式光纤,在测量距离、差定温性能和环境影响方面不具备优势,在应用方面有一定局限性。但国内感温电缆技术持续进步,测量距离不断增长,从过去的定温报警向差定温报警升级,同时电磁抗干扰性也 在不断增强,此外,电缆相较光纤的固有优势在于局部温度的探测能力较强,不敏感长度较短,比较适用于局部发热或对小尺寸火灾响应速度有较高要求的场所。我们认为感温电缆通过技术升级和低价优势未来在电力领域 的市场份额有望提升。
光纤传感在工业领域的应用只是一小部分,国内光纤传感器整体市场规模在 100 亿左右,竞争格局来看,国外 品牌占比约 30%,国内企业按照技术梯队划分为一类、二类和三类企业,市场占比分别约在 42.0%、17.5%、10.5%。
国外企业中从事光纤传感技术的企业规模较大,国内市场主要面向电力工业、石油开采及周界安防等领域,代表性企业有意大利吉斯、LIOS 等。国内从事光纤传感技术的企业规模都较小,主要以产品销售结合工程服务为主, 产品广泛应用于石油石化、电力、交通等领域。
理工光科是国内工业领域光纤感温探测器的,在油库、隧道安全监测领域市场份额较高。近年来理工光 科收入呈现一定波动,各细分领域竞争较为激烈,分类业务收入表现不太稳定,2019 年理工光科在工业领域的 光纤报警系统业务总收入为 1.27 亿。我们估计理工高科光纤产品在工业领域的综合市占率在 10%左右,由此推 算国内工业领域的光纤类报警系统市场规模在 13 亿左右。
其他领域:感温电缆应用更为广泛,国产替代空间大
感温探测器方面除以上领域外的其他应用场景基本以感温电缆为主,国内工业领域感温电缆市场竞争格局较分散,且由于工业生产的强要求属性,市场主要由国外品牌占据。国内工业用感温电缆规模较大的企业包括首安 消防、中阳消防等,首安消防是国内工业消防传统,主营感温电缆、自动灭火系统等工业消防产品,2010年之前业绩增长迅速,中阳消防是地方性,是山东省的感温电缆生产企业。
随着近些年国内感温电缆技术的快速发展,国内企业研发水平开始赶超国外,国产品牌的市场占有率呈现稳步提升趋势。据慧聪消防网数据显示,中阳消防近几年感温电缆销量增长较快,2019 年销量高达 700 余万米,按 照 4 元/米的单价估算销售额在 2800 万元左右,2016-2019 年复合增速约 35%。
我们根据首安消防历史年度的市场占有率对国内工业领域感温电缆市场占比和市场规模进行估算。2009 年首安 实现收入 5.5 亿,感温电缆收入约 2 亿,根据市占率 20%估算当年行业规模在 10 亿左右,占火灾报警系统总规 模的 30%,以此比例测算得出当前国内工业领域感温电缆市场规模在 50 亿左右。图片我们认为工业消防领域国产化率将稳步提升,具备技术优势的企业将充分受益。国内消防报警企业青 鸟消防经过多年技术积累,已具备工业消防产品的研发和量产实力。近期青鸟消防正式推出自主研发的感温电缆, 具体型号为 JTW-LD-JBF4310 的缆式、差定温、可恢复、分布定位、探测型感温电缆,应用了自主研发的高性 能、低功耗模数混合集成芯片,相较于传统感温电缆在电缆长度、探测精度、差定温性能、抗电磁干扰能力方面 具备明显的竞争优势。目前公司感温电缆产品已在北京霍营电力中心、张家口高铁管廊项目等应用,我们预计 公司感温电缆产品将凭借性能方面的优势稳步提升市场份额。
青鸟消防本次推出的感温电缆产品包含标准版和版,版通过特有的监测系统和定温预警功能在原标准版 上做了产品升级,监测系统可以直观地观察各个时段感温电缆的沿线温度分布,为后续数据研判提供了真实可靠 的可视化数据支撑;定温预警功能通过两级预警可以在危险隐患发生的初期进行早期预警提示。
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