wersja mobilna
Online: 507 Poniedziałek, 2016.12.05

Raporty

Przemysłowe pomiary wielkości nieelektrycznych

poniedziałek, 17 lutego 2014 08:22

Pomiary wielkości nieelektrycznych to pojęcie oznaczające dla każdego coś innego. W przypadku osób zajmujących się ciepłownictwem i instalacjami HVAC będzie ono wiązało się przede wszystkim z określaniem wartości temperatury, przepływu czy ciśnienia. Z kolei w oczyszczalniach ścieków pomiary będą dotyczyły m.in. parametrów fizykochemicznych cieczy oraz wartości ich przepływu.

Jeżeli zaś chodzi o aplikacje związane z magazynowaniem, mierzona będzie temperatura, wilgotność oraz dokonywane pomiary ilościowe - np. poziomu zboża czy cementu w silosach. Stąd też w przypadku przemysłu - głównego odbiorcy czujników i aparatury pomiarowej - tytułowe pojęcie jest często zastępowane określeniem "pomiary czynników środowiskowych", co całkiem trafnie odpowiada zakresowi zastosowań omawianych produktów. Przedstawiamy raport z branży z nimi związanej - sektora, gdzie od lat z powodzeniem działa wielu polskich producentów, i jednocześnie obszaru tematycznie znacznie wykraczającego poza sam przemysł.

KLUCZOWE RODZAJE POMIARÓW

Czujniki, przetworniki i mierniki temperatury - oferta dostawców

Zacznijmy od systematyzacji polegającej na omówieniu najczęściej mierzonych wielkości fizycznych oraz związanych z tym czujników. W przemyśle najistotniejsza jest bez wątpienia temperatura, a konieczność jej pomiarów dotyczy większości procesów produkcyjnych, przetwarzania oraz przechowywania surowców i towarów.

Powszechne jest też określanie temperaturowych parametrów pracy maszyn oraz ich elementów roboczych. W tym celu przemysł korzysta zarówno z czujników i urządzeń stacjonarnych, jak też aparatury przenośnej, w szczególności kamer termowizyjnych.

W przypadku tych pierwszych do standardowych elementów pomiarowych należą termopary oraz podzespoły termorezystancyjne. Termopary zapewniają bardzo duży zakres pomiarowy (zależnie od zastosowanych materiałów) i dokładności w zakresie kilku stopni Celsjusza, aczkolwiek wymagają również kompensacji i kondycjonowania sygnału pomiarowego.

Z kolei elementy termorezystancyjne cechują się łatwiejszym tworzeniem systemu, ale też mniejszym zakresem pracy. Szczególną funkcję pełnią tu podzespoły półprzewodnikowe - kompaktowe, zapewniające dużą precyzję pomiarów i łatwość przetwarzania sygnału, ale też mogące pracować w relatywnie niewielkim przedziale temperatur.

Rys. 1. Najważniejsi lokalni odbiorcy czujników

Przemysłowe czujniki temperatury to znacznie więcej niż same przetworniki. Nasza branża korzysta tu typowo z wersji głowicowych, gdzie w jednej obudowie łączy się odpowiednio osłonięty element pomiarowy z układem elektronicznym.

W tym przypadku kluczowe jest stosowanie odpowiednich materiałów osłon, gdyż te nie tylko narażone są na wpływ wysokich temperatur, ale też nieraz mają kontakt z substancjami żrącymi. Z kolei tam, gdzie konieczna jest długotrwała rejestracja warunków temperaturowych - np. w magazynach czy chłodniach - stosuje się często urządzenia integrujące półprzewodnikowe czujniki temperatury z zasilanymi bateryjnie układami pomiarowo-rejestrującymi.

Rys. 2. Najważniejsze branże będące odbiorcami czujników i urządzeń do pomiarów temperatury, ciśnienia i przepływomierzy

Z określaniem temperatury powiązane są też pomiary wilgotności. Ten parametr jest kluczowy przede wszystkim w aplikacjach kontroli klimatu (przechowywanie, transport, itp.), gdzie wymienione wielkości mierzone są i rejestrowane często jednocześnie.

Pomiary wilgotności dotyczą też zastosowań w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz generalnie przetwórczym. Ważnym obszarem są przy tym pomiary wilgotności gazów, co ma miejsce w różnych instalacjach technologicznych.

W przemyśle, w szczególności w branży procesowej oraz w ciepłownictwie bardzo często zachodzi potrzeba określania wartości ciśnienia - czy to sprężonego powietrza i innych gazów, czy też cieczy.

Korzysta się tutaj zarówno z klasycznych manometrów, jak też czujników inteligentnych. Te ostatnie zawierają przetworniki ciśnienia (np. piezorezystancyjne czy pojemnościowe) oraz układy do kondycjonowania sygnałów i przetwarzania wartości mierzonej na postać cyfrową.

Czujniki, przetworniki i mierniki ciśnienia - oferta dostawców

Ta ostatnia prezentowana jest na wyświetlaczu oraz przesyłana na wyjście w postaci standaryzowanego sygnału cyfrowego. Oferta dostawców zaprezentowanych w raporcie obejmuje produkty pozwalające na pomiary ciśnienia absolutnego oraz różnicy ciśnień w zakresie od wartości ujemnych do tysięcy barów. W przypadku tych podzespołów warto zwrócić uwagę na wykonania specjalne, w szczególności te przeznaczone do pracy w środowiskach zagrożonych wybuchem.

Przepływomierze - oferta dostawców

W tabelach wyróżniono również przepływomierze, które służą do pomiarów objętości i prędkości przepływu medium, jak też określania wartości strumienia. Część z nich z racji zastosowanej metody pomiarowej umożliwia także pomiary cech fizycznych i chemicznych cieczy takich jak przewodność, lepkość, a także czystość.

Przemysł korzysta z kilkunastu rodzajów przepływomierzy, w tym do najpopularniejszych należą m.in. elektromagnetyczne, wirowe oraz turbinowe. W tej grupie i jednocześnie na końcu skali, jeżeli chodzi o zaawansowanie technologiczne, znajdują się niezmiennie przepływomierze masowe (Coriolisa), które stosowane mogą być również do ważenia, dozowania i pomiarów cech cieczy.

Rys. 3. Najpopularniejsze zdaniem dostawców marki przemysłowych czujników temperatury sprzedawanych w Polsce; popularność jest proporcjonalna do wielkości napisów, wyniki nie świadczą o udziałach firm w rynku

O ile opisane powyżej produkty używane są w przemyśle powszechnie, o tyle stanowią one dopiero początek listy aparatury pomiarowej, z której korzysta się w zastosowaniach profesjonalnych. W tabelach w raporcie przedstawiono również dostawców wielu innych czujników i urządzeń pomiarowych - np. mierników promieniowania, decybelomierzy, luksomierzy, itd. Nie omawiamy ich szczegółowo, natomiast warto zwrócić tu uwagę na dwie grupy produktów.

Rys. 4. Najpopularniejsze zdaniem dostawców marki przemysłowych czujników ciśnienia sprzedawanych w Polsce; uwagi jak w przypadku czujników temperatury

Pierwszą stanowią urządzenia do pomiarów fizykochemicznych - wykorzystywane są one m.in. w zastosowaniach wodociągowo-kanalizacyjnych, przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i chemicznym, pozwalając na kontrolę jakości cieczy i gazów, zawartości różnych substancji, w tym zanieczyszczeń, oraz kontrolę składu. Ważną grupą urządzeń są też, szczególnie w branży procesowej, detektory i mierniki stężenia gazów. Pełnią one istotną funkcję w systemach zapewniających ochronę instalacji i bezpieczeństwo pracy personelu.

DUŻY POPYT I ODPOWIADAJĄCA MU PODAŻ

Mierniki wilgotności - oferta dostawców

Wspomniany powyżej charakter sprzedaży czujników, które są elementami zużywającymi się i podlegającymi okresowej wymianie, uwidacznia się też w statystykach dotyczących ich najważniejszych odbiorców (patrz rys. 1). Czołową pozycję zajmują tu klienci końcowi, a więc m.in. związani z zakładami przemysłowymi, którzy wykorzystują czujniki zarówno na potrzeby utrzymania ruchu, jak też wdrożeń i modernizacji.

Produkty te stosowane mogą być do kontroli stanu różnego rodzaju mediów i materiałów, podczas przetwarzania surowców, w produkcji towarów i do nadzoru pracy maszyn. Drugą najważniejszą kategorią odbiorców są integratorzy systemów, wiele z omawianych czujników trafia też do zastosowań OEM. Te ostatnie dotyczyć mogą bardzo różnych aplikacji - od urządzeń przenośnych, których częścią są elementy pomiarowe, poprzez maszyny, aż do większych instalacji i systemów.

Urządzenia do pomiarów innych wielkości nieelektrycznych oraz oferta usług

W tym miejscu dokonać można dokładniejszej kategoryzacji, wyróżniając trzy rodzaje mierzonych wielkości fizycznych - temperaturę, ciśnienie oraz przepływ. Elementy do pomiarów tej pierwszej stosowane są praktycznie we wszystkich branżach przemysłowych, ze szczególnym uwzględnieniem sektora spożywczego oraz chemicznego.

Ten ostatni - praktycznie na równi z branżą ciepłowniczą, korzysta też z czujników ciśnienia. Z kolei domeną przepływomierzy jest rynek wodociągowo-kanalizacyjny, a wraz z nim ciepłowniczy i chemiczny, co pokazano na rysunku 2.

Rys. 5. Najpopularniejsze zdaniem dostawców marki przepływomierzy sprzedawanych w Polsce; uwagi jak w przypadku czujników temperatury

Szerokość oferty dostawców jest odzwierciedleniem dużej liczby zastosowań czujników. Część dostarczających je firm specjalizuje się w obsłudze określonych sektorów - np. branży ciepłowniczej i wodociągowo-kanalizacyjnej, inni zaś w konkretnych typach produktów, o czym więcej w kolejnym rozdziale. W kraju aktywni są dystrybutorzy proponujący nieraz bardzo szeroką gamę urządzeń pomiarowych do różnych zastosowań, w tym poza przemysłem.

Wszystkie te podmioty działają na zmieniającym się rynku - popyt na czujniki i aparaturę pomiarową jest bowiem silnie związany z sytuacją w przemyśle i generalnie koniunkturą gospodarczą. Oczywiście zakupy są po części realizowane regularnie ze względu na okresową wymianę elementów pomiarowych - np. manometrów czy czujników temperatury, aczkolwiek bardzo istotnym czynnikiem popytowym są nowe wdrożenia i modernizacje, a ich liczba, jak wiadomo, jest pochodną sytuacji makroekonomicznej.

Rys. 6. Najważniejsze dla klientów czynniki brane pod uwagę przy zakupie produktów omawianych w raporcie

Przez lata tworzenia raportów (bieżący to już czwarte tego typu opracowanie publikowane w APA) próbowaliśmy szacować wartość omawianej branży. Pytanie o nią zadawaliśmy lokalnie działającym dostawom i dokonywaliśmy uśrednienia otrzymywanych odpowiedzi. W 2010 roku szacunki obejmowały liczby od kilkunastu do około 100-150 mln złotych, zaś dwa lata temu sięgały one kilkuset mln złotych. Obecnie "rozstrzał" jest równie duży - przedział liczbowy zaczyna się od kilkunastu mln złotych, a kończy na kwocie pół miliarda.

Jedyny wniosek, jaki można z tego wyciągnąć, to taki, że mamy do czynienia z produktami wprawdzie silnie związanymi z przemysłem, ale jednocześnie trafiającymi do wielu innych branż. Ich odbiorcami są przedsiębiorstwa z sektora ochrony środowiska, z obszaru związanego z logistyką i magazynowaniem, transportem, ciepłownictwem, itd. Tworzy to duży rynek i jednocześnie powoduje problemy w nawet zgrubnym szacowaniu jego wartości, gdyż każdy z dostawców tak naprawdę obsługuje zazwyczaj jedynie jego część.

RODZIMI PRODUCENCI NIEZMIENNIE NA TOPIE

Marki produktów w ofercie krajowych dostawców urządzeń do pomiarów wielkości nieelektrycznych

Jeżeli miałoby się wskazać sektor rynku związany z automatyką, który w naszym kraju zdominowały firmy rodzime, to prawdopodobnie byłby nim ten związany z produkcją i dystrybucją czujników temperatury. Liderami, jeżeli chodzi o popularność i rozpoznawalność marek, są firmy o długich tradycjach działania na rynku - Czaki Thermo-Product oraz Limatherm Sensor. W omawianej grupie respondenci wymieniali również m.in. następujących producentów: CZAH-POMIAR, Termo-Precyzja, Apar, Testo oraz Termoaparatura (patrz rys. 3).

W przypadku czujników ciśnienia sytuacja jest bardziej zróżnicowana, aczkolwiek i tutaj pierwsze skrzypce grają firmy zlokalizowane w Polsce. Taką jest Aplisens, który wytwarza szeroką gamę urządzeń do pomiarów ciśnienia i temperatury, świadcząc także usługi.

Drugą marką jest WIKA - wprawdzie firma zagraniczna, ale z długimi tradycjami działania w kraju. Te ostatnie wiążą się z jej zakładem produkcyjnym we Włocławku, który należał do znanej polskim odbiorcom firmy KFM. Ważnymi dostawcami są zdaniem naszych respondentów również Endress+Hauser, Danfoss oraz Honeywell (patrz rys. 4).

Domeną dostawców zagranicznych są z kolei przepływomierze. Tutaj liderami są Endress+Hauser, Emerson oraz Siemens - w odpowiedziach ankietowych pojawiło się też wiele innych marek, aczkolwiek już na dalszych miejscach (patrz rys. 5). W ofercie tych firm znaleźć można, oprócz samych przepływomierzy, również sygnalizatory przepływu, armaturę i osprzęt.

Dostarczaniem produktów takich jak omawiane zajmuje się w Polsce spora grupa firm. W tabelach w raporcie przedstawiono ich ponad 40, ale tak naprawdę liczbę tę można by znacznie zwiększyć, włączając do zakresu opracowania dostawców działających na szerokim rynku, a więc też liczne sklepy internetowe, hurtownie i supermarkety. Pozostańmy jednak przy tematyce przemysłowej, profesjonalnej i dokonajmy podziału dostawców na dwie grupy.

Firmy zaprezentowane w raporcie

Pierwszą są producenci - to oni stanowią trzon rynku i wśród nich, jak widać po statystykach dotyczących popularności marek, działa wiele firm polskich. Czynników sukcesu tych podmiotów jest wiele - doświadczenie wynikające z kilkudziesięcioletniej działalności na rynku, konkurencyjna cenowo oferta, dobra jakość produktów, a także możliwość szybkiej produkcji wyrobów - w tym wersji specjalizowanych, nietypowych i produkowanych w niewielkich seriach. Firmy rodzime wytwarzają też na eksport i często działają jako poddostawcy OEM.

O ile producenci zazwyczaj koncentrują się na wytwarzaniu określonej grupy podzespołów - np. czujników temperatury lub przepływomierzy, o tyle na rynku dystrybucji działają najczęściej firmy, które tworzą swoją ofertę przez włączanie do niej czujników i urządzeń pomiarowych pochodzących od wielu wytwórców.

W ofercie dystrybutorów znaleźć można produkty zarówno producentów zachodnich - np. Honeywell czy Endress+Hauser (obydwie firmy dostarczają je w Polsce też bezpośrednio) oraz mniej znanych dostawców i firm dalekowschodnich.

Różnorodność zastosowań omawianych wyrobów sprawia, że na rynku jest właściwie miejsce dla każdego - zarówno tych, którzy oferują droższą aparaturę np. dla przemysłu petrochemicznego, jak też oferentów popularnych urządzeń - np. do kontroli klimatu w magazynach i różnych budynkach.

JAK PODEJMOWANE SĄ DECYZJE ZAKUPOWE?

Rys. 7. Najbardziej perspektywiczne branże zdaniem krajowych dostawców omawianych produktów

Czym jest "dobry" czujnik? Chociaż pytanie nie ma charakteru inżynierskiego, można na nie odpowiedzieć, odnosząc się do preferencji zakupowych polskich klientów. O wyborze czujników, przetworników i urządzeń do pomiarów wielkości nieelektrycznych decydują cztery czynniki - parametry techniczne, cena (te dwa są kluczowe), a w następnej kolejności jakość i marka (patrz rys. 6).

Oczywiście wyniki te dotyczą ogółu produktów i w przypadku praktycznie każdego z nich oraz charakteru aplikacji ważne będzie co innego. Mogą być to zarówno cechy szczególne urządzeń - np. zastosowanie określonych osłon, materiałów, jak też oferta samego dostawcy - np. możliwość dostarczenia kompletnego systemu pomiarowego czy też dostępność produktu z dnia na dzień. To ostatnie jest szczególnie ważne dla odbiorców takich jak służby utrzymania ruchu oraz serwis.

Rys. 8. Ocena aktualnej sytuacji na omawianym w rynku w porównaniu z ostatnimi latami

Liczą się również produkty specjalizowane. Tak jest szczególnie w przypadku tych do pomiarów fizykochemicznych, których różnorodność sprawia, że będąc dostawcą, trudno nie zajmować się ową tematyką "na poważnie". W tym obszarze prawdopodobnie najbardziej kompleksowym w Polsce dystrybutorem jest katowicki Introl, którego oferta rozciąga się na produkty do większości tego typu pomiarów w przemyśle. Oczywiście za nią idzie też know-how, które jest kluczowe w przypadku aplikowania urządzeń pomiarowych. Ich poprawna instalacja warunkuje bowiem nie tylko wiarygodne pomiary, ale też długotrwałą i bezawaryjną pracę urządzeń.

Dla części odbiorców liczy się też oferta usług. Do takich należy w szczególności kalibracja - przez wiele firm wykonywana okresowo ze względu m.in. na przepisy. Usługi w tym zakresie świadczą zarówno producenci - przykładowo Aplisens, który ma odpowiednie laboratorium wykorzystywane również we własnej produkcji, jak też kompleksowi dostawcy urządzeń pomiarowych jak np. wspomniany Introl. Wybrane firmy oferują także usługi na miejscu u klienta.

Rys. 9. Konkurencja na omawianym rynku

Czy dla polskich odbiorców ważne są nowości technologiczne? Tak, są istotne, ale wiele z nich w praktyce wpisuje się w ciągły rozwój techniki pomiarowej. Do takich należą nowe rodzaje detektorów (przetworników), materiały osłon pozwalające na długotrwałą pracę w kontakcie z substancjami niebezpiecznymi czy generalnie miniaturyzacja.

Branża pomiarowa garściami czerpie również z dokonań sektora elektronicznego. Cyfryzacja czujników, podobnie jak kamer do systemów wizyjnych, już dawno stała się faktem i pozwala ona na kondycjonowanie sygnału pomiarowego bezpośrednio w czujniku, jego przetwarzanie, a także autodiagnostykę samego urządzenia.

Ostatnie lata to również wzrost popularności elementów pomiarowych z interfejsami cyfrowymi, które mogą być bezpośrednio włączane do sieci komunikacyjnych. Tymi ostatnimi są rozwiązania dedykowane, takie jak np. 1-Wire, sieci standardowe (Modbus, Ethernet) oraz coraz częściej bezprzewodowe. Te ostatnie są szczególnie popularne w przypadku czujników przeznaczonych do montażu w rozproszonych instalacjach przesyłowych, zbiornikach oraz w zakładach chemicznych i petrochemicznych.

CO ZMIENIA SIĘ (I ZMIENI) NA RYNKU?

"Pomiarówka" związana jest z wieloma obszarami przemysłu - przede wszystkim szeroko rozumianą produkcją, w tym m.in. w branży spożywczej oraz chemicznej. Sektory te zostały również wytypowane przez lokalnych dostawców jako najbardziej przyszłościowe w perspektywie najbliższych lat. Zestawienie chmurowe na rysunku 7 obejmuje też obszary takie jak energetyka, branża farmaceutyczna, motoryzacyjna oraz maszynowa.

Porównując te wyniki z rezultatami analogicznego badania przeprowadzanego przed dwoma laty, widzimy kilka zmian. Do takich należy przede wszystkim spadek znaczenia branży wod-kan (ostatnio zajęła ona trzecie miejsce) oraz duży awans kategorii HVAC, a więc dotyczącej pomiarów w systemach grzania, wentylacji i klimatyzacji.

Ta ostatnia wymieniana była w bieżących odpowiedziach równie często jak energetyka czy sektor chemiczny. Zmienił się również układ czołówki - dwa lata temu stanowiły ją branża spożywcza oraz chemiczna (petrochemiczna), obecnie doszła do nich produkcyjna, a więc agregująca ogół obszarów związanych z wytwarzaniem dóbr.

Koniunktura w omawianej branży nigdy nie była oceniana jako zła. Być może wynika to z wielkości rynku i różnorodności zastosowań czujników, być może powodem jest ciągły popyt na te wyroby wynikający z ich regularnej wymiany serwisowej. Na początku 2014 roku działający w Polsce dostawcy czujników i urządzeń do pomiarów wielkości nieelektrycznych w zdecydowanej większości wypowiadali się o sytuacji pozytywnie.

Tematy raportów w APA - plan na kolejne miesiące

Jako dobrą lub bardzo dobrą oceniło ją sumarycznie ponad 90% ankietowanych osób (patrz rys. 8). Jest to jednocześnie wynik bardzo podobny do rezultatów badania przeprowadzonego w 2012 roku. W przypadku tego z 2010 wyniki były gorsze (stosunek odpowiedzi dobra-zła to 60 do 40), aczkolwiek badanie przeprowadzaliśmy na przełomie 2009 i 2010 roku, a więc okresu zdecydowanie najgorszej koniunktury na rynku, patrząc na to z perspektywy ostatnich kilkunastu lat.

W najnowszej ankiecie zapytaliśmy - tym razem po raz pierwszy - o konkurencję w branży. Blisko połowa osób uznała ją za silną (patrz rys. 9), pozostali respondenci wybrali odpowiedź "standardowa". Znamienne jest przy tym, że żadne ze wskazań nie dotyczyło kategorii "niewielka". Relatywnie dużemu popytowi na czujniki towarzyszy duża podaż - czujniki oferują nie tylko firmy specjalizujące się w ich produkcji, ale też są to towary, które stosunkowo łatwo dodać do oferty dystrybucyjnej i w tej ostatniej wiele z nich się znajduje.

Zbigniew Piątek

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród firm dostarczających czujniki i urządzenia pomiarowe wielkości nieelektrycznych.

 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Zasilacze przemysłowe rodziny Quint z nowymi funkcjami zabezpieczającymi i konfiguracyjnymi

2016-12-05   | Phoenix Contact Sp. z o.o
Zasilacze przemysłowe rodziny Quint z nowymi funkcjami zabezpieczającymi i konfiguracyjnymi

Phoenix Contact dodaje do oferty rodzinę zasilaczy sieciowych Quint4 zaprojektowanych do zastosowań przemysłowych. Ta czwarta generacja zasilaczy oferuje zmodernizowane funkcje konfiguracyjne i diagnostyczne zwiększające niezawodność zasilania dostarczanego do systemów sterujących.
czytaj więcej

Nowy ultrakondensator o napięciu 51 V do autobusów o napędzie hybrydowym

2016-12-05   |
Nowy ultrakondensator o napięciu 51 V do autobusów o napędzie hybrydowym

Maxwell Technologies wprowadza do oferty nowy typ ultrakondensatora o napięciu 51 V przeznaczonego do wymagających zastosowań, m.in., w autobusach o napędzie hybrydowym. Został on zbudowany na bazie produkowanych przez Maxwella ogniw o napięciu 2,85 V i pojemności 3400 F, charakteryzujących się największą obecnie energią i gęstością mocy wśród wszystkich dostępnych na rynku tego typu elementów.
czytaj więcej

Nowy numer APA