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作為山科控股集團(tuán)旗下的高新技術(shù)企業(yè)，讓激光甲烷檢測(cè)器走進(jìn)千家萬(wàn)戶，是山東微感光電子有限公司（簡(jiǎn)稱：山東微感）未來(lái)的發(fā)展愿景。山東微感生產(chǎn)的激光甲烷模塊產(chǎn)品在礦山廣泛應(yīng)用并受到一致好評(píng)，80%的系統(tǒng)廠家采用山東微感的激光甲烷模塊，山東微感因此榮獲山東省評(píng)選的“行業(yè)隱形冠軍”培育企業(yè)。
山東微感光電子有限公司位于山東省濟(jì)南市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，是一家專業(yè)研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)各種新型光纖傳感器、智能儀表和煤礦災(zāi)害檢測(cè)預(yù)警及應(yīng)急通信系統(tǒng)的中英合資高科技企業(yè)。
公司已獲得6項(xiàng)專利授權(quán)，還有6項(xiàng)專利受理中。承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家科技支撐計(jì)劃、863和省重大煤礦光纖傳感及安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程技術(shù)研究項(xiàng)目，其中“基于光纖傳感器的在線智能檢測(cè)技術(shù)及裝備開(kāi)發(fā)-全光纖煤礦安全綜合信息系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲國(guó)家安全監(jiān)管總局第四屆安全生產(chǎn)科技成果二等獎(jiǎng)、安全生產(chǎn)科技成果優(yōu)秀推廣A等項(xiàng)目。公司研發(fā)實(shí)力雄厚，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。。
目前，山東微感正在向氣體激光檢測(cè)器上游發(fā)力，研發(fā)激光器中的芯片，解決激光器卡脖子問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)激光甲烷檢測(cè)器民用的目標(biāo)，讓激光甲烷檢測(cè)器走進(jìn)千家萬(wàn)戶。
甲烷激光檢測(cè)器功耗只用0.1瓦
山東微感是山科控股集團(tuán)旗下高端裝備制造板塊的公司，企業(yè)的特長(zhǎng)就是專注于做激光和光纖傳感器，用于一些安全領(lǐng)域，比如煤礦、天然氣、石油化工行業(yè)、油氣、電力智慧城市等，企業(yè)深耕技術(shù)研發(fā)16年，最主要的成果就是把激光技術(shù)運(yùn)用到甲烷氣體的檢測(cè)中。
傳統(tǒng)的甲烷氣體檢測(cè)是使用電子傳感器，是黑白元件或催化燃燒式的傳感器，這種傳感器兩個(gè)星期就得維護(hù)一次，需要員工不斷的進(jìn)行標(biāo)校和維護(hù)，工作量很大，有時(shí)候還誤報(bào)，對(duì)安全管理不利。而激光檢測(cè)不需要標(biāo)調(diào)，不需要修正，也不需要長(zhǎng)期的維護(hù)，按照國(guó)家規(guī)定6個(gè)月維護(hù)一次，大大的減少了人力成本。另外，激光傳感器更加可靠，不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)漏報(bào)的情況，提高了煤礦的安全水平?，F(xiàn)在，激光甲烷檢測(cè)器已經(jīng)被國(guó)家煤監(jiān)局作為升級(jí)換代的產(chǎn)品在煤礦上推廣。
記者了解到，目前國(guó)內(nèi)做激光甲烷傳感器的企業(yè)并不多。山東微感總經(jīng)理劉統(tǒng)玉介紹，目前在煤礦行業(yè)大概有幾百萬(wàn)只的需求，一只需要幾千塊錢，加上物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，市場(chǎng)規(guī)模近百億元。
山東微感的傳感器，最重要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是能做到功耗小。劉統(tǒng)玉介紹，激光氣體檢測(cè)的原理就是光譜分析，需要激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定，這就需要恒溫，功耗就比較大。而山東微感研發(fā)的傳感器，可以讓激光器的溫度隨環(huán)境溫度變化，不需要恒溫就能保持波長(zhǎng)穩(wěn)定，大幅度降低了功耗。“這是我們的獨(dú)特技術(shù)，市面上大多數(shù)的傳感器功耗大概是1瓦，而我們只需要不到0.1瓦，這在國(guó)際上也是比較好的水平。”劉統(tǒng)玉說(shuō)。
功耗小，就意味著可以把傳感器做到移動(dòng)終端上，可以做成無(wú)線傳感器，用電池供電，甚至于自供電，這就大大擴(kuò)展了傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景。
在細(xì)分市場(chǎng)里，山東微感的市場(chǎng)份額大概能占到60%—70%左右，今年山東微感的產(chǎn)品還將出口澳大利亞、烏克蘭等國(guó)家，運(yùn)用到當(dāng)?shù)氐拿旱V企業(yè)中。
向上游芯片發(fā)力解決激光器卡脖子問(wèn)題
甲烷激光檢測(cè)器是山東微感的拳頭產(chǎn)品，下一步，山東微感計(jì)劃在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，拓展其他種類氣體的激光檢測(cè)儀器，比如一氧化碳、硫化氫、氧氣、乙烯、乙炔、氨氣等等，將更多氣體的傳感器用激光傳感器來(lái)進(jìn)行升級(jí)換代。
激光氣體傳感器，檢測(cè)不同的氣體，就需要不同波長(zhǎng)的激光器。而目前激光器中的芯片，我國(guó)還是主要是依賴進(jìn)口。
劉統(tǒng)玉介紹，激光器芯片的制作技術(shù)非常復(fù)雜，工序復(fù)雜，控制要求也需要很精準(zhǔn)，就拿鍍膜這個(gè)工序來(lái)說(shuō)，需要超過(guò)千分之一的控制精準(zhǔn)度，多層鍍膜的精準(zhǔn)控制難度就更大。“咱們的技術(shù)積淀還有差距，現(xiàn)在就重點(diǎn)做這方面的攻關(guān)。”
目前激光器芯片所占的成本幾乎要占到傳感器成本的一半，“這是我們必須要解決的問(wèn)題，一方面解決成本問(wèn)題，另一方面，萬(wàn)一外方不供應(yīng)了，我們也就很難生產(chǎn)了。”劉統(tǒng)玉說(shuō)。
基于這些考慮，山東微感也在向產(chǎn)業(yè)鏈的上游發(fā)展，解決激光芯片卡脖子的問(wèn)題。劉統(tǒng)玉介紹，目前，山東微感已經(jīng)與中科院研究所合作，一起來(lái)研發(fā)高性能的激光器芯片，來(lái)解決卡脖子的問(wèn)題。另一方面可以通過(guò)國(guó)際合作，甚至于通過(guò)國(guó)際并購(gòu)來(lái)解決，從根本上對(duì)產(chǎn)業(yè)做提升。目前，山東微感已經(jīng)與山東省科學(xué)院、山東大學(xué)、中科院、澳大利亞新南威爾士大學(xué)、英國(guó)KENT大學(xué)、ASTON大學(xué)等單位有技術(shù)合作。
劉統(tǒng)玉介紹，山東微感的技術(shù)研發(fā)投入比接近17%，下一步的研發(fā)投入會(huì)逐步擴(kuò)大到20%以上。
讓激光甲烷檢測(cè)器走進(jìn)千家萬(wàn)戶
根據(jù)不完全的估算，甲烷激光檢測(cè)器的市場(chǎng)巨大，除了煤礦有上百億的市場(chǎng)，家用天然氣也是上千億的市場(chǎng)。全國(guó)有5億多個(gè)家庭，每家每戶都在使用天然氣，如果現(xiàn)有的報(bào)警器都升級(jí)換代為激光檢測(cè)傳感器，一個(gè)激光檢測(cè)器單價(jià)幾百元錢，就是上千億的產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。而山東微感未來(lái)的愿景就是實(shí)現(xiàn)甲烷激光檢測(cè)傳感器的產(chǎn)業(yè)化，讓激光檢測(cè)器走進(jìn)千家萬(wàn)戶。
“要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，首先成本就要降下來(lái)，這就要實(shí)現(xiàn)芯片國(guó)產(chǎn)化，其次就要批量生產(chǎn)。另外，還需要國(guó)家出臺(tái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。”劉統(tǒng)玉說(shuō)，“現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)激光傳感器走進(jìn)千家萬(wàn)戶還沒(méi)有完全成熟，但我們已經(jīng)走過(guò)了從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)應(yīng)用，從工業(yè)應(yīng)用再到民用又是另外一個(gè)階段，預(yù)期未來(lái)幾年會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)。”
事實(shí)上，山東的激光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步形成較大規(guī)模，全國(guó)來(lái)看，除了武漢、深圳以外，山東的激光產(chǎn)業(yè)也很有特色。比如濟(jì)南的激光制造業(yè)，從打標(biāo)到切割到清洗，一些龍頭企業(yè)的規(guī)模能達(dá)到幾億甚至幾十億。近幾年，整個(gè)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體勢(shì)頭很好，它的增長(zhǎng)率都是每年超過(guò)百分之二十，遠(yuǎn)超于一般的制造業(yè)。
光電高端裝備制造是山科控股集團(tuán)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)板塊之一，劉統(tǒng)玉介紹，未來(lái)山東微感可以充分運(yùn)用集團(tuán)資源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)科技創(chuàng)新平臺(tái)的不斷創(chuàng)新實(shí)施，形成激光傳感產(chǎn)業(yè)集群，聯(lián)合高校和科學(xué)院所，推動(dòng)山東礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和激光產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)集群的技術(shù)升級(jí)。
