光纤分布式温度传感器系统项目可行性论证报告.docx
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光纤分布式温度传感器系统项目可行性论证报告
光纤分布式温度传感器系统
可行性研究报告
目 录
一、总论
1.1申请项目的概述
光纤分布式温度传感器系统采用了近年来发展起来的一种新型分布式光纤传感技术，以光纤作为信号的传输与传感媒体，利用光纤拉曼效应的温度敏感性和光时域反射原理，能够实时测量沿光纤的温度分布，测量点可达200-500公里，-30度至150度范围内，测温精度可达±1.5度，具有温度曲线全程与局部放大显示、温度双限报警和自检等多种功能，是当今国内最先进的温度传感技术，属于创新基金重点支持的“功能型光纤传感器”项目。
1.2项目的社会经济意义、目前的进展情况及申请技术创新基金的必要性
1.2.1项目的社会经济意义
在众多重大场合，温度已成为越来越关键的因素，很多物理变化直接反映在温度的上升与降低。
因此，对温度检测的意义也显得越来越重要。
比如我们可以利用温度来对公路隧道内的火情火势进行判断，利用温度对高压电缆的运行情况进行掌控，利用温度变化观测长距离天然气输送管线的安全状况，甚至可以利用温度来了解大坝上混凝土凝固情况是否稳定等等。
光纤分布式温度监测系统，就是为满足这种需要而产生的，它是利用光纤作为探测器，广泛用于现代工业监测的工具，他是目前世界上最先进的、最有效的连续分布式监测系统。
通过适宜的安装，它可以连续监测长达30KM区域内的温度变化情况，测量温度精度高，经济安全。
1.2.2目前的进展情况
本项目已经研制出原理样机，SFWN-LDC-70A-FR01B型线性光纤差定温火灾探测器和SFWN-LDC-70A-FR01型线性光纤差定温火灾探测器终端机，已经通过了国家消防电子产品质量监督检测中心的检测，并已进入中试小批量生产阶段。
1.2.3申请技术创新基金的必要性
为了保证项目产品生产工艺技术的先进性和产品质量的稳定性，本项目拟建设一条专业化生产线、引进关键生产设备和检测设备，并加大产品后续研究开发的资金投入力度，使相关工艺设备达到国际同行业先进水平。
为了促进这一项目早日在我国实现产业化、规模化，我公司认为很有必要申请技术创新基金，希望得到基金管理中心及有关专家认可与支持。
1.3本企业实施项目的优势和风险
（1）实施项目的优势
●公司具有开发高新技术产品的基础条件及技术支撑，公司拥有15人的研究开发队伍，研发人员占员工总数的54%。
公司培养了一批电子智能控制方面的专家，积累了丰富的电子产品研发及工程施工经验。
●公司拥有该产品的核心技术和自有知识产权。
●公司产品的价格仅为国外同类产品平均售价的24%，具有明显的性能价格比优势，具有进入国际市场的潜力。
●公司一直从事电子产品的生产、经营和系统集成，为本项目的实施提供了可靠的实践依据。
●公司与国内外知名电子产品部件及生产设备供应商等专业机构建立了长期战略合作关系，为该产品的规模化生产及技术完善升级打下了良好的基础。
●公司已经通过GB/T19001-2000idtISO9001:
2000质量体系认证，拥有现代化的、符合规模化生产需要的生产管理模式。
●目前，公司初步在全国范围内建立起自己的营销网络，在上海、北京、深圳、****、成都设有分公司，在库尔乐、乌鲁木齐、哈密、烟台、大同、贵阳设有办事处。
在其它大中城市设有代销商，企业初步建立良好的销售网络。
（2）实施项目的风险
本公司实施项目的风险在于行业技术的不断更新、核心技术人员的流失及同类产品竞争的加剧，公司已对以上风险进行规避并采取以下对策：
●加强技术创新能力，开发出紧跟世界先进水平的、引领本产品领域发展潮流的具有国际竞争力的产品。
●完善质量保证体系，严格按照国际质量保证体标准要求实施生产、研发、销售活动，以一流的产品质量赢得用户的支持。
●积极开发市场，借助公司现有的市场渠道，以“直、分营并举”的经营模式快速启动区域规模市场。
●抓住时机，通过贷款或融资，尽快提高企业的资本实力。
●完善企业人力资源管理机制，加大对人才培养及引进力度，完善人才激励制度，为人才创造充分发挥和施展才能的空间。
1.4项目计划目标
1.4.1总体目标
本项目执行期间从2009年7开始至2011年7结束，近期已完成投资95万元，计划新增投资380万元；项目完成时达到批量生产阶段，实现的年生产能力200套，企业资产规模达950万元，企业人员总数达48人，因项目实施而新增就业人数为20人。
1.4.2经济目标
本项目计划完成时预计可实际累计实现的指标见表1-1。
表1-1 项目经济目标预测表 单位：
万元
累计工业增加值
累计销售收入
累计缴税总额
累计净利润
累计创汇额
191.40
512.82
59.12
70.27
-
1.4.3技术、质量指标
技术指标：
Ø测量长度30KM；
Ø测温精度±1.5℃；
Ø测温分辨率±0.1，空间分辨率4m；
Ø测温范围-30℃至150℃，巡检时间50秒；
Ø主机工作温度-10℃至45℃，备电8h。
质量指标：
公司严格按照国际同行业标准组织实施质量保证体系，公司在2003年通过GB/T19001-2000idtISO9001:
2000质量保证体系认证，项目产品执行********消防工程有限公司企业标准Q/（JB）SF1-2003及Q/（JB）SF2-2003。
公司一贯视产品质量为企业的第一生命，严格按照管理标准组织生产，以优质的产品质量不断满足日益变化的市场需求。
1.4.4阶段目标
本项目执行过程分3个阶段，执行期为24个月。
1）2009.07～2010.01
进度指标：
完成购开发设备、检测仪器、生产设备的设计及选型。
资金落实额：
160万元
2）2010.02～2010.07
进度指标：
完成生产线的采购、安装、调试。
资金落实额：
120万元
3）2010.08～2011.07
进度指标：
完成生产线项目验收，并扩大市场销售。
资金落实额：
100万元
实现的销售收入：
销售30套，实现销售收入513万元
1.4.5计划新增投资来源
计划新增投资额：
380万元
企业负责完成的新增投资资金到位时间和到位金额见表1-2。
表1-2 企业负责完成的新增资金 单位：
万元
到位时间
资金来源
2009.7
2010.02
2010.08
资金使用方式
企业自有
160
50
20
企业账面货币资金及经营净现金流入资金
合计
230
1.5主要技术经济指标对比
项目前后经济指标对比
指标
名称
工业总产值
工业增加值
年销售收入
利润总额
净利润
上交税费
项目实施前
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
项目实施后
1,920.65
731.04
1,709.40
556.11
472.69
119.33
光纤分布式温度传感器系统和传统的温度传感器性能比较
比较内容
分布式光纤传感系统
传统传感器
传感器
分布特性
检测点连续，可以全面检测被监视对象的各点的情况，检测范围大。
检测点间断，只有检测探头接触的点才能被检测，检测范围小。
探 头
光纤不怕干扰，不怕高压，没有击穿、烧毁等担心。
电子传感器，有电路通道，极易受电磁干扰，对与高压设备的绝缘要求特别高，检修维护很难。
检测信号输出
光信号，不受电力设备的电磁干扰
弱电信号，极易受到电磁干扰。
信号通道
光纤，探头与信号通道一体，不怕干扰，不怕高压，系统简单安全。
电路，对于高压设备的绝缘要求特别高，检修维护很难。
信号处理技术
检测：
光电技术
传输：
光信号
处理：
高速数字技术
检测：
模拟电子
传输：
弱电信号
处理：
数字技术
系统可靠性
高，取决于主机
低，受探头、信号传输通道、主机等全部设备影响。
其他特点
不带电，抗射频和电磁干扰、防燃、防爆、抗腐蚀、耐高压和强电磁场、耐辐射，能在各种有害的环境中工作。
技术落后
光纤分布式温度传感器系统与传统线型感温材料的技术比较
光纤监测系统
线型感温产品
报警方式
可综合利用设置多级温度报警温升速率，温升趋势来进行连续监测，可在任何时间准确显示任何一点的温度状态，在火灾发生前早期预警
固定温度报警点；被动等待设定的报警温度；报警往往已形成火灾
事故判断
智能化系统，准确及时判断温度变化的类型，显示事故点温度读数及位置。
无附加特定装置时不能准确确定事故点位置，只能判断火灾区域。
无法反映温度资料。
使用及维护
长距离监测用一根光缆就可以完成，利用软件分区，系统简单可靠，免维护。
监测长度有限，多路布线分区，系统相当复杂，故障率高，难以维护
长期使用
达到报警点后利用软件复位，不损伤光缆并因其材料特殊，寿命极长
报警后系统损伤，不可重复使用以及采用的材料的原因，使其寿命较短
安全性
和可靠性
不受电磁干扰，综合智能判断，无误报。
因其不带电，故使用于特殊危险场合
因其绝缘皮老化和电磁干扰等诸多因素的缘故，经常产生误报并因其带电，故不适用于特殊危险场合
安装
安装非常简单，可安装到缝隙、小孔、高电压、强电磁场、高温、高压强、有毒、易燃、易爆、腐蚀性环境。
较易损坏的缆体需与被测体以正弦波紧贴的方式进行多路敷设，安装相当复杂。
新增电缆的扩容安装难度大。
二、申报企业情况
2.1申报企业基本情况
企业名称：
********消防工程有限公司
通讯地址：
****高新区创业园B座503房
注册时间：
2002年1月15日
注册资金：
380万元
企业登记注册类型：
有限公司
2.2企业人员及开发能力论述
2.2.1企业法定代表人的基本情况
1）基本情况：
法人代表：
****，男，40岁，1984年毕业于东北农业大学机械系，硕士学位，高级工程师。
2）主要经历：
年 度单 位 职 务
1980--1984年东北农业大学机械系 获得学士学位
1984—1996年****油田设计院 高级工程师1996—2001年北京万山光传感器开发有限公司 总经理
2002—现在********消防工程有限公司 总经理。
3）技术专长：
机械工程技术和计算机自动化检测与控制技术
****同志独立和合作完成了相当数量和质量的科研项目，取得较好的经济效益和社会效益，多次获得****油田责任有限公司十家青年荣誉称号。
历来完成主要科研项目：
⑴1988年《小流量仪表试验装置研究》获****设计院优秀科研成果奖。
⑵1990年《WSH-87型油井三相计量装置》获石油天然气总公司（部级）科技进步二等奖。
⑶1991年《油田油井三相计量和天然气轻烬计量标准装置及提交手续》获国家科委科技进步二等奖。
⑷1993年在《油田地面工程》第四期中发表《BITBUS在联合站计算机控制系统的应用论文》，1993年在《油田地面工程》第六期发表《油井三相分离装置》论文。
⑸1994年获得专利《隔报阀门电动装置》专利号IL93211156.4。
⑹2002年组织开发的《NAQ-TP-1可燃气体报警器》通过****市科委签定并为项目的负责人，同年又获得《整体型绝缘接头》专利。
⑺2003年获专利两项即《电加热文件和传导器》《汽车自动预热防盗器》。
2.2.2企业人员基本情况
1）企业人员总数：
28人，大专以上人员数：
15人，占企业人员总数的比例为54%
2）主要管理人员情况
企业中层以上管理人员共5人，均为本科以上学历，平均年龄为30岁。
3）企业主要人员构成比例：
管理人员：
5人，占企业人员总数的比例为12%
技术开发人员：
15人，占企业人员总数的比例为54%
生产人员：
2人，占企业人员总数的比例为7%
销售人员：
6人，占企业人员总数的比例为21%
2.2.3新产品开发能力情况
1）企业上一年度技术开发投入额：
52万元，其中研究开发投入额：
36万元，占企业销售收入的比例为11.07%.
公司决策层将“强化技术投入力度、保持技术创新能力”视为企业实现“高起点、专业化、持续发展”的动力源泉，建立了长期稳定的科研投入机制，2003年共投入技术开发经费52万元，全部由企业自身积累资金投入，平均年投入科研费超过销售收入的10%。
科研开发以技术为核心、以市场为导向，形成了生产一代、储备一代、开发一代的高新技术项目的良性循环机制，为公司沿高科技产业化道路的发展打下了坚实的基础。
2）科研开发队伍情况：
公司在科研队伍建设中注重挖掘、培养和稳定本公司的技术开发人员，使之人尽其才。
通过几年的培养和锻炼，这部分科技人员已成为我公司系列产品开发的中坚力量。
公司设立技术开发委员会，由有关方面专家组成，负责技术开发的指导工作。
技术委员会下设三个课题组，即开发组、生产组、现场组，各组负责开展具体技术研发活动。
同时公司还与****工业大学、清华大学、西安空军工程大学进行合作。
公司设有专职科研及市场信息采集人员，负责收集最新的行业技术信息，信息中心负责科研项目信息的汇总、集散、外文资料的翻译，该机构的设置为研发及市场一线的科学决策提供了强有力支持。
2.2.4项目技术负责人基本情况
1）基本情况：
项目技术负责人****，男，1964年生，大学本科学历，高级工程师
2）主要工作经历：
年 度单位职务
1981年9月～1985年7月 ****工业大学企业电器自动化专业学生
1985年7月～2002年1月 ****化工设计院 技术人员
1995年6月～2002年3月 ********消防工程有限公司总工程师
3）技术专长和工作业绩：
电子技术和计算机自动化检测与控制技术。
项目技术负责人****，男，40岁，1985年毕业于****工业大学企业电器自动化专业，获得学士学位，同年7月分配到****化工设计院电器自动化室。
1985年任助理工程师，1994年被破格晋升为高级工程师。
2002年任********消防工程有限公司总工程师。
主要专业特长是电子技术和计算机自动化检测与控制技术。
独立和合作完成了相当数量和质量的科研项目，取得了较好的经济效益和社会效益，并获得了多项优秀科研成果奖。
历年来主要完成的科研项目：
1989年《ZRPK-2型交变式电力电缆故障点检测仪》并获市级科研成果奖
1992年《正交原油粘度检测装置》并获优秀成果奖。
1996年组织开发了《油田单井工作参数远程测量系统》获得市科技进步一等奖。
2002年开发了《NAQO-TP-1型可燃气体报警器》并通过了公安部消防产品检验，并获得了产品形式认可。
2003年获得国家专利两项：
《电加热元件和传导器》ZL：
03240207
《汽车自动预热防盗器》ZL：
03240078.0
4）项目技术负责人与企业之间的任用关系：
该同志为我公司聘用员工。
2.3企业财务经济状况
本企业自2002年成立以来，主要从事新产品的研发，投入较多，产生了一定的效益，财务经济状况出现良好势头。
上年末的财务状况见表2-1，今后三年的财务预测见表2-2。
表2-1上年末企业财务状况 单位：
万元
项目
金额
项目
金额
总资产
527
上交税费
21
总负债
42
流动比率
10.73
固定资产总额
80
速动比率
7.79
总收入
325
总资产报酬率
12.71%
产品销售收入
325
净资产收益率
13.81%
净利润
67
应收帐款周转率
78.90%
表2-2今后三年企业财务预测表 单位：
万元
项目
年度
工业增加值
销售收入
利润总额
净利润
上交税费
2009
189.00
450.00
126.49
117.00
72.00
2010
403.20
960.00
269.84
249.60
153.60
2011
756.00
1,800.00
505.95
468.00
288.00
2.4企业管理情况
（1）公司管理制度。
公司推行企业科学化管理，并实施可持续发展的企业技术创新战略，根据《中华人民共和国公司法》及企业发展的要求建立、健全和完善了企业法人治理结构。
人员管理:
公司实施发掘人才、尊重人才、使用人才和稳定人才的有效措施，建立了识才、聚才、用才、留才的人力资源管理体系，制定了长期的人才引进和培训计划。
物流管理:
公司建立了严格的物资内控制度，对物资的申购、采购、运输、贮存、领用、出入库、包装、付款、成本核算、成本控制等各环节制定了科学的管理制度。
生产管理:
公司建立了有效的生产管理体系，通过生产现场严格的在线检测系统和自动控制装置，切实保证了产品生产流程的规范化和产品质量的稳定性，采取了多种有效措施，保证从原材料到成品到发出货物各环节严格的质量检测跟踪。
财务管理:
公司严格遵循国家对有限公司财务设置和使用会计科目，编制和提供合法、真实、公允的财务报告，设计了规范的财务工作制度、会计人员管理和财务核算制度，进一步完善了内部控制制度。
市场营销体系：
公司在产品开发之初立足国内市场，市场份额不断扩大，涉足产品不断延伸。
公司产品销售渠道畅通，各网点信息灵敏、反馈迅速，为公司准确把握市场脉搏，及时调整经营决策起到了极其重要的作用。
决策管理：
公司决策制度的原则是从贤不从众，决策需经充分论证。
（2）质量保障体系。
公司严格按照国际同行业标准组织实施质量管理工作。
公司通过了GB/T19001-2000idtISO9001:
2000质量保证体系。
公司有健全的质量管理与质量监督检验负责人，严格标准化管理，强化检测手段，切实保证各环节均有严格的质量管理标准和考核标准，层层分解，落实到人。
（3）产权明晰情况。
公司产权明晰、权责明确、管理科学，完全按照现代企业制度的标准建设企业管理机制。
公司的股本结构为：
股东名称
出资额
占总股本的比例
****
266万元
70%
****
114万元
30%
（4）企业信誉。
公司信用等级被银行评定为A级，具有良好的运营机制和强大生产能力，公司商誉良好，从未有过销售商品投诉现象。
（5）公司所获荣誉。
2003年11月20日被****省科学技术厅授予高新技术企业。
经国家经贸部批准具有独立的外贸进出口权。
2.5企业发展思路
（1）发展战略
企业的发展战略包含以下几个方面：
首先是人的因素，公司发展强调以人为本，提高全员整体素质，既为企业的发展提供软件上的保证，又为企业注入了新的知识源泉和动力。
其次，企业在技术上力求不断创新和进取，使得企业产品技术含量达到更高、更新，以使产品纳入世界先进产品之列。
同时，企业要不断的开拓新的产品，为企业增加新的财政来源。
再次，本企业在开拓市场上，采取“立足本地，放眼全球”的战略思想，即花大力度开拓本地市场，同时不断向外扩展，延伸到全国乃至全球。
只有市场，才有效益、也只有有了市场，企业才能取得长足的进步，因此，这一环节不容忽视。
（2）发展目标
公司在近五年的规划中，光纤线性温度分布式火灾预警系统达到5%的国内市场占有率。
公司整体净利润以50%的年速度递增。
（3）实施规划的原则
● 坚持“以人为本”、“合作双赢”的原则；
● 坚持“以顾客为中心、满足市场需求”的原则；
● 坚持“注重开发、基础管理和当期的效益并重”的原则；
● 坚持“注重激励、注重业绩”的原则；
● 坚持“守法诚信、权责明确”的原则。
三、项目技术可行性和成熟性分析
3.1项目的技术创新性论述
3.1.1项目的基本原理及关键技术内容
1、光纤传感器测温的基本原理
光纤传感器由二氧化硅制成，它覆有特殊的涂层以承受环境中高温及腐蚀的侵蚀。
其半径只有人头发的两倍厚。
光纤通常由几个部分组成：
中心区（导波）为光的透射区（50微米），外面为25．5微米厚的包层，主要使光能集中于中心区；最外层厚约10-140微米，可使光透射区免受环境损坏。
光纤的总直径为155—400微米。
光纤用作温度探测器的主要依据是光纤的光时域反射（OTDR：
Optical time DomainReflectemetry）原理以及光纤的背向拉曼散射（RamanScattering）温度效应．
传感器通过向一个多波段的光纤导波器发射一个激光脉冲来实现。
当这个光脉冲沿着导波器穿行时，由导波器温度变化引起的特别分子振动会产生一个非常弱的反射信号，顺着光纤返回。
利用一个探测器对这个弱信号进行滤波处理后进行测量。
探测器比较光脉冲的发射时间和反射光的到达时间。
光纤中的光的传播速度是固定的，而且是已知的，由此可确定待测点的位置。
返程光的幅度是分子振动的函数且随着测量点处温度的增加而增加。
激光每10纳秒发射一个脉冲，探测器测量所有的返回信号，从而能够记录沿整个光纤方向的连续温度分布。
每个区域均有不同的温度读数，该光纤线分布式性温度传感器系统可以对温度分布图进行设定，温度超过预定值时进行报警。
2、关键技术
光纤分布式温度传感器系统由三部分构成：
●光纤；
●终端机；
●工控电脑。
光纤既是信号的传输通道，又是温度传感器，其主要是由高纯度的绝缘材料石英组成，具有不受电场或强磁场诱导干扰的优异性能，能在各种恶劣的环境下工作。
终端机是系统的核心组成部分，其主要功能是实现信号的发射、接受、滤波、放大和信息处理、数据分析和输出。
工控电脑实现系统的控制、信号处理、显示、储存、打印以及外部其它扩展功能的实现。
分布式光纤温度传感系统的结构框图如下：
3.1.2项目创新点论述
普通的温度传感器技术采用的探测器是相互独立的，如热电偶或铂电阻，它们只能测出一个点的温度，通常只能将这个温度看作指定待测区域内的平均温度。
而另一类产品感温电缆虽然可以实现某种特定意义上的连续性，但不能起到分布式与线性的作用。
分布式温度探测技术原理和功能较之从前都有了长足的进步和发展，人们可以利用一个探测器对几百个甚至几千个区域/点进行温度监测。
光纤分布式温度传感器系统产品与传统线性感温产品比较，有如下几方面优势：
l、传统线性感温产品根据产品型号，只能选择—个固定温度点报警，而且无法根据周围环境不同进行修正。
在达到温度报警点后，系统本身将受到破坏而无法继续使用，光纤分布式温度传感器系统不仅可以根据客户要求任意设定温度报警点，并具备可恢复性。
即光纤分布式温度传感器系统可以在光缆探测器不受损坏的前提下，仅以模拟量的形式输出温度数值与报警信号，并不影响系统的长期工作。
在温度超出预定范围并回落的时候，具备可重复使用的特性。
2、系统光纤分布式温度传感器系统不仅可以严格按照预定的温度点报警，响应速度快，几乎无误差，而且可以在同一监测点或监测区域设置不同的温度警戒线，同时实现低温报警、预警以及火灾报警等，实现智能化预警控制功能。
同时，光纤分布式温度传感器系统还可以根据温升速率进行监控报警，这些都是传统线性感温材料无法做到的。
3、传统线性感温产品即使报警后，也无法得知具体电缆哪一点发生故障。
而光纤分布式温度传感器系统可以在终端上清晰显示出最长30公里线路内每一点的温度变化（可最短设定0.25米为—个监测点），进行精确的温度数值输出与空间定位。
4、光纤分布式温度传感器系统的光缆探测器采用光信号的传输，本身无电气特性，使用安全，可方便应用在严格防爆场所，以及高压强磁场或严重电磁污染的环境中，不会因传导而对系统有任何的电磁干扰。
通过不同的外护套
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