劉統(tǒng)玉：小光纖護(hù)航大安全

三十年磨一劍，霜刃照出兩鬢華：作為山東省科學(xué)院光纖傳感技術(shù)研究平臺(tái)的創(chuàng)建人之一，從在國內(nèi)讀書時(shí)的學(xué)習(xí)開始，到后來遠(yuǎn)渡重洋繼續(xù)深造，再到攜妻兒幼子毅然回國進(jìn)行光纖產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)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(xué)院激光研究所首席專家劉統(tǒng)玉。

光纖傳感技術(shù)研究轉(zhuǎn)化的跋涉者

從無到有，從弱變強(qiáng)，山東省光纖傳感工程技術(shù)研究中心和山東省光纖傳感技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室先后建成，一批高層次領(lǐng)軍專家和五十余位博士、碩士為骨干的光纖傳感技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)凝聚到位。

十年中，劉統(tǒng)玉帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)，以建設(shè)數(shù)字化礦山，解決煤礦和非煤礦山安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)，提升電力設(shè)備安全預(yù)警、保護(hù)等關(guān)鍵問題為目標(biāo)，以光纖傳感器、智能系統(tǒng)為研究方向，在煤礦、非煤礦山、電力等領(lǐng)域開展一系列國內(nèi)外領(lǐng)先的技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究，先后研制出光纖光柵溫度傳感器、分布式測(cè)溫系統(tǒng)、光纖壓力傳感器等多項(xiàng)科研成果，在國內(nèi)外電力、煤礦和化工行業(yè)得到廣泛的推廣和應(yīng)用。

他們先后主持和完成了10余項(xiàng)“863”、科技支撐和國際科技合作項(xiàng)目、近百項(xiàng)省市級(jí)科技攻關(guān)課題，研發(fā)出一系列煤礦安全光纖傳感器產(chǎn)品系列，取得發(fā)明專利40余項(xiàng)，多項(xiàng)科研成果填補(bǔ)國內(nèi)空白，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并先后獲得中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，山東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)及濟(jì)寧市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

歸國源自一種情結(jié)

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

“歸國源自一種情結(jié)。到國外學(xué)習(xí)的根本目的，不就是利用學(xué)到的東西為祖國服務(wù)嗎？在國外學(xué)習(xí)的過程也是一個(gè)等待機(jī)遇的過程，那些年我一直在尋找機(jī)會(huì)將自己學(xué)習(xí)和研究的東西做成產(chǎn)業(yè)，這是我的夙愿?！?004年，在海外漂泊學(xué)習(xí)了14年的劉統(tǒng)玉最終等來了機(jī)會(huì)，接過了山東省科學(xué)院拋來的橄欖枝。隨即，劉統(tǒng)玉被聘為省科學(xué)院激光研究所首席專家、研究員，并出任激光所副所長(zhǎng)、省光纖傳感工程技術(shù)研究中心主任。

然而，現(xiàn)實(shí)往往比理想骨感。滿懷一腔熱血，攜著一家老幼回國的劉統(tǒng)玉很快發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)比想象的還具挑戰(zhàn)。

作為省科學(xué)院光纖傳感技術(shù)研究平臺(tái)的創(chuàng)建人之一，劉統(tǒng)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(nèi)早已開展，但卻仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，離產(chǎn)業(yè)化距離遙遠(yuǎn)；成熟的科研人才較少。一切，都要從頭開始。

“搞一項(xiàng)產(chǎn)品很困難，想要做一個(gè)產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者更難。平臺(tái)組建之初配套設(shè)備和人才都跟不上，創(chuàng)業(yè)階段非常辛苦。好在科學(xué)院給我們提供了非常好的物質(zhì)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(yōu)惠?？梢哉f，沒有這些支持，無論是激光所還是我本人，都走不到今天?！?/p>

為安全點(diǎn)一盞明燈

“你有過在濃霧的高速路上開車的經(jīng)歷嗎？采煤機(jī)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(xiàn)安全事故?！眲⒔y(tǒng)玉告訴記者，2004年、2005年是煤礦安全事故發(fā)生的最頻繁時(shí)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(jì)寧煤炭資源豐富，作為一個(gè)地道的濟(jì)寧人，劉統(tǒng)玉對(duì)礦井安全更多了一份揪心與痛心。為了學(xué)以致用，劉統(tǒng)玉萌生了利用光纖技術(shù)檢測(cè)瓦斯?jié)舛戎笖?shù)的想法。

“光纖的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場(chǎng)的作用，故光纖傳感非常安全可靠，對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾也有很強(qiáng)的抵御能力。同時(shí)，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(dú)特優(yōu)點(diǎn)，很適合在易燃易爆、高溫、高壓、潮濕、強(qiáng)電磁場(chǎng)、強(qiáng)腐蝕性等極端惡劣條件下應(yīng)用，能夠?qū)怏w、溫度、應(yīng)變、壓力、振動(dòng)等各種參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量。此外，由于光纖傳輸損耗低、頻帶寬，光纖傳感器比傳統(tǒng)的傳感器在組網(wǎng)和傳輸距離方面更具優(yōu)勢(shì)，特別是可以在一根光纖上串聯(lián)多個(gè)相同或不同類型的傳感器，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。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(dǎo)纖維作為傳感器件或信號(hào)傳輸媒介，可以解決傳統(tǒng)傳感器無法解決的許多測(cè)量問題，具有無可替代的重要作用。”

然而在他意料之外，這個(gè)想法一經(jīng)提出，卻遭到了周圍的一片反對(duì)之聲?！霸谖覀冎埃芏啻髮W(xué)都進(jìn)行了光纖技術(shù)檢測(cè)瓦斯?jié)舛鹊难芯?，有些研究甚至斷斷續(xù)續(xù)持續(xù)了十幾年，理論研究豐富，但產(chǎn)品寥寥，進(jìn)入試驗(yàn)階段的更少。但由于礦井環(huán)境高溫高濕并且極其復(fù)雜，動(dòng)輒一試就可能付出極大的代價(jià)。因此這些研究都停留在試驗(yàn)階段?！闭强紤]到科研成果轉(zhuǎn)化難問題，在歸國打造團(tuán)隊(duì)之初，劉統(tǒng)玉即與英國ISS公司聯(lián)合成立了中外合資企業(yè)“山東微感光電子有限公司”，形成了產(chǎn)、學(xué)、研、用的完整體系，為產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)成功打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2007年，在無人維護(hù)的前提下，光纖傳感器在淄SCIENTISTI人物l科學(xué)家博嶺子礦成功運(yùn)行3個(gè)月（傳統(tǒng)電子傳感器只能運(yùn)行2周），同年召開的產(chǎn)品鑒定會(huì)上，光纖傳感器得到了評(píng)委的一致認(rèn)可。

在此后不斷的技術(shù)改進(jìn)中，為進(jìn)一步加速科技產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，劉統(tǒng)玉先后組織建立了兩個(gè)子公司：2011年在濟(jì)寧建立了濟(jì)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(chuàng)了國內(nèi)外光纖傳感網(wǎng)絡(luò)在礦山安全綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用的研究及產(chǎn)業(yè)化。其領(lǐng)軍研發(fā)的光纖傳感器填補(bǔ)了國內(nèi)外光纖傳感在礦山安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面的空白，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，多項(xiàng)研發(fā)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(jìn)行了示范性應(yīng)用。并在電力等領(lǐng)域取得了光纖傳感安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的突破性成果，目前已經(jīng)在國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)及國內(nèi)等大型企業(yè)成功地建立了40余個(gè)光纖傳感器智能系統(tǒng)工程示范，推動(dòng)了智能電力系統(tǒng)的升級(jí)。

“煤炭行業(yè)技術(shù)出口的很少，但我們的瓦斯監(jiān)測(cè)產(chǎn)品成功推廣應(yīng)用到英國垃圾發(fā)電廠，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益上億元”。在他看來，依托公司已形成的產(chǎn)學(xué)研體系，隨著產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程的不斷完善，會(huì)有越來越多的產(chǎn)品能夠出口國外，在世界范圍內(nèi)掌握光纖傳感器的話語權(quán)。

“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(diǎn)一盞燈，在最大范圍內(nèi)排除危險(xiǎn)隱患。這個(gè)過程每一步都很難，尤其是產(chǎn)品在煤礦上進(jìn)行推廣，更是難上加難，不出錯(cuò)則以，出錯(cuò)就容易形成災(zāi)難性的事故。但如果是變革性的技術(shù)，即便是會(huì)失敗，也要嘗試一下。正是有這些領(lǐng)導(dǎo)在背后支持，我們的成果，才能順利地應(yīng)用推廣?！?/p>

來源：《中國科學(xué)報(bào)》endprint