劉統玉：小光纖護航大安全

三十年磨一劍，霜刃照出兩鬢華：作為山東省科學院光纖傳感技術研究平臺的創建人之一，從在國內讀書時的學習開始，到后來遠渡重洋繼續深造，再到攜妻兒幼子毅然回國進行光纖產業的轉移轉化，他的每一步，都舉步維艱，每一步，都義無反顧——他就是山東省科學院激光研究所首席專家劉統玉。

光纖傳感技術研究轉化的跋涉者

從無到有，從弱變強，山東省光纖傳感工程技術研究中心和山東省光纖傳感技術重點實驗室先后建成，一批高層次領軍專家和五十余位博士、碩士為骨干的光纖傳感技術研發團隊凝聚到位。

十年中，劉統玉帶領著團隊，以建設數字化礦山，解決煤礦和非煤礦山安全監測監控技術，提升電力設備安全預警、保護等關鍵問題為目標，以光纖傳感器、智能系統為研究方向，在煤礦、非煤礦山、電力等領域開展一系列國內外領先的技術基礎及應用研究，先后研制出光纖光柵溫度傳感器、分布式測溫系統、光纖壓力傳感器等多項科研成果，在國內外電力、煤礦和化工行業得到廣泛的推廣和應用。

他們先后主持和完成了10余項“863”、科技支撐和國際科技合作項目、近百項省市級科技攻關課題，研發出一系列煤礦安全光纖傳感器產品系列，取得發明專利40余項，多項科研成果填補國內空白，達到國際領先水平，并先后獲得中國煤炭工業科學技術獎一等獎，山東省科技進步獎二等獎、三等獎及濟寧市科學技術獎一等獎。

歸國源自一種情結

1990年起赴英國BRUNEL大學留學，獲得材料學博士學位，留學14年間，一直從事光纖傳感技術研究工作，先后在英國KENT大學等各大院校進行教學和研究工作，并在BOOKHAM TECHNOLOGY PLC、LUMEN PHOTONICS LTD等知名光電子實驗室和高科技公司從事科研工作，成功地主持完成多項英國EPSRC、DTI LINK和歐共體第5框架大型科研項目，在光纖白光干涉儀、光纖光柵和光纖氣體檢測的研究等方面取得大量研究成果，在國際光纖傳感器領域具有一定的影響力。

“歸國源自一種情結。到國外學習的根本目的，不就是利用學到的東西為祖國服務嗎？在國外學習的過程也是一個等待機遇的過程，那些年我一直在尋找機會將自己學習和研究的東西做成產業，這是我的夙愿。”2004年，在海外漂泊學習了14年的劉統玉最終等來了機會，接過了山東省科學院拋來的橄欖枝。隨即，劉統玉被聘為省科學院激光研究所首席專家、研究員，并出任激光所副所長、省光纖傳感工程技術研究中心主任。

然而，現實往往比理想骨感。滿懷一腔熱血，攜著一家老幼回國的劉統玉很快發現，現實比想象的還具挑戰。

作為省科學院光纖傳感技術研究平臺的創建人之一，劉統玉面臨著無兵可用、好兵難招的難題。光纖傳感的研究雖在國內早已開展，但卻仍停留在實驗室階段，離產業化距離遙遠；成熟的科研人才較少。一切，都要從頭開始。

“搞一項產品很困難，想要做一個產業的引領者更難。平臺組建之初配套設備和人才都跟不上，創業階段非常辛苦。好在科學院給我們提供了非常好的物質條件和人才支持，毫無保留地相信我們。并且科技廳也在政策上給予了我們很多優惠。可以說，沒有這些支持，無論是激光所還是我本人，都走不到今天。”

為安全點一盞明燈

“你有過在濃霧的高速路上開車的經歷嗎？采煤機在煤井中采煤，也像在迷霧中開車。礦井中未知的因素太多，稍有不慎，就容易出現安全事故。”劉統玉告訴記者，2004年、2005年是煤礦安全事故發生的最頻繁時期，頻繁的瓦斯爆炸事故讓“帶血的煤炭”成為籠罩在礦井上的陰影。

濟寧煤炭資源豐富，作為一個地道的濟寧人，劉統玉對礦井安全更多了一份揪心與痛心。為了學以致用，劉統玉萌生了利用光纖技術檢測瓦斯濃度指數的想法。

“光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，故光纖傳感非常安全可靠，對電磁干擾、工業干擾也有很強的抵御能力。同時，光纖傳感還具有重量輕、體積小、絕緣、耐高溫、耐腐蝕等許多獨特優點，很適合在易燃易爆、高溫、高壓、潮濕、強電磁場、強腐蝕性等極端惡劣條件下應用，能夠對氣體、溫度、應變、壓力、振動等各種參數進行精確測量。此外，由于光纖傳輸損耗低、頻帶寬，光纖傳感器比傳統的傳感器在組網和傳輸距離方面更具優勢，特別是可以在一根光纖上串聯多個相同或不同類型的傳感器，實現多點監測。因此與一般電子傳感器采用的電纜相比，光纖傳感器使用光導纖維作為傳感器件或信號傳輸媒介，可以解決傳統傳感器無法解決的許多測量問題，具有無可替代的重要作用。”

然而在他意料之外，這個想法一經提出，卻遭到了周圍的一片反對之聲。“在我們之前，很多大學都進行了光纖技術檢測瓦斯濃度的研究，有些研究甚至斷斷續續持續了十幾年，理論研究豐富，但產品寥寥，進入試驗階段的更少。但由于礦井環境高溫高濕并且極其復雜，動輒一試就可能付出極大的代價。因此這些研究都停留在試驗階段。”正是考慮到科研成果轉化難問題，在歸國打造團隊之初，劉統玉即與英國ISS公司聯合成立了中外合資企業“山東微感光電子有限公司”，形成了產、學、研、用的完整體系，為產品的實驗成功打下了堅實的基礎。

2007年，在無人維護的前提下，光纖傳感器在淄SCIENTISTI人物l科學家博嶺子礦成功運行3個月（傳統電子傳感器只能運行2周），同年召開的產品鑒定會上，光纖傳感器得到了評委的一致認可。

在此后不斷的技術改進中，為進一步加速科技產品的產業化進程，劉統玉先后組織建立了兩個子公司：2011年在濟寧建立了濟寧安然智能科技有限公司，2014年在遼寧省丹東市建立了丹東中科智安光電科技有限公司，開創了國內外光纖傳感網絡在礦山安全綜合監測預警應用的研究及產業化。其領軍研發的光纖傳感器填補了國內外光纖傳感在礦山安全監測應用方面的空白，達到了國際領先水平，多項研發成果目前已在兗礦、淄礦、新礦、棗礦、臨沂、中煤、北京首云鐵礦、萊蕪鐵礦等100余座煤礦和金屬礦山成功地進行了示范性應用。并在電力等領域取得了光纖傳感安全監測技術的突破性成果，目前已經在國家電網、南方電網及國內等大型企業成功地建立了40余個光纖傳感器智能系統工程示范，推動了智能電力系統的升級。

“煤炭行業技術出口的很少，但我們的瓦斯監測產品成功推廣應用到英國垃圾發電廠，創造直接經濟效益上億元”。在他看來，依托公司已形成的產學研體系，隨著產品開發進程的不斷完善，會有越來越多的產品能夠出口國外，在世界范圍內掌握光纖傳感器的話語權。

“礦井下有太多的未知，我們無法消除濃霧，但是可以在霧中點一盞燈，在最大范圍內排除危險隱患。這個過程每一步都很難，尤其是產品在煤礦上進行推廣，更是難上加難，不出錯則以，出錯就容易形成災難性的事故。但如果是變革性的技術，即便是會失敗，也要嘗試一下。正是有這些領導在背后支持，我們的成果，才能順利地應用推廣。”

來源：《中國科學報》endprint