Pomiary i utrzymanie ruchu

Metrologia przemysłowa to dziedzina o dużym zróżnicowaniu pod względem stosowanych technologii oraz rodzajów i aplikacji aparatury pomiarowej. Czujniki, przyrządy i systemy pomiarowe wykorzystywane są m.in. w pomiarach w instalacjach procesowych oraz w produkcji dyskretnej, ponadto używa się ich na szeroką skalę w energetyce, w sektorze ochrony środowiska oraz różnorodnych zastosowaniach laboratoryjnych i badawczo-rozwojowych. Z kolei z przenośnych wersji urządzeń pomiarowych korzystają m.in. służby utrzymania ruchu, serwisanci, elektrycy i inne osoby zajmujące się diagnostyką czy badaniem stanu technicznego instalacji. W trzeciej części analiz IRA 2022 przedstawiamy zbiór artykułów dotyczących wymienionych tematów.

Pomiary i utrzymanie ruchu

Przenośne urządzenia pomiarowe

Przenośne urządzenia pomiarowe stanowią przede wszystkim wyposażenie serwisantów, zakładowych służb utrzymania ruchu, elektroinstalatorów oraz innych osób dokonujących pomiarów oraz zajmujących się diagnostyką instalacji, a także badaniem stanu technicznego urządzeń i kontrolą czynników środowiskowych. Patrząc na to pod kątem branż będących najczęstszymi odbiorcami aparatury, należy tu wskazać przede wszystkim przemysł (procesy ciągłe, serwis, utrzymanie ruchu), sektor laboratoryjny / R& D oraz energetykę. Trzy pierwsze kategorie awansowały w stosunku do poprzednich lat, zaś energetyka spadła o kilka punktów procentowych. Kolejne miejsca zajmowały (i nadal zajmują): ochrona środowiska, budownictwo oraz zastosowania w produkcji dyskretnej. Jako otwarcie analizy dotyczącej tematyki pomiarowej przedstawiamy omówienie rynku popularnych przenośnych urządzeń pomiarowych.

Z jakiej aparatury korzysta przemysł?

Na pytanie to najkrócej można odpowiedzieć: z każdej możliwej. Wyróżniliśmy tutaj dwie duże grupy urządzeń, przy czym podział ten ma charakter arbitralny, związany z rodzajami mierzonych wielkości oraz typami dokonywanych pomiarów. W obszarze pomiarów wielkości nieelektrycznych najczęściej mierzoną wartością jest temperatura. W każdym z badań przeprowadzanych przez redakcję wielkość ta i związane z nią urządzenia trafiały na początek listy – nie inaczej jest w przypadku bieżącej statystyki. Obejmuje to, oprócz wersji do pomiarów dotykowych, przede wszystkim te bezdotykowe – kamery termowizyjne i pirometry. Kolejne często mierzone wielkości to m.in. ciśnienie, przepływ, wymiary i siły. Dotyczy to urządzeń do pomiarów jednorazowych, ale też ciągłych, a także rejestracji wyników. Na omawianej liście znalazła się również "kalibracja", co dotyczy wykonywania kalibracji różnego rodzaju urządzeń pomiarowych i czujników.

W zakresie pomiarów wielkości nieelektrycznych istnieje szereg nisz i zastosowań specjalistycznych, co powoduje dodatkowe rozdrobnienie na rynku urządzeń pomiarowych z tym związanych. Wymienione mierniki są uzupełniane przez dziesiątki urządzeń przeznaczonych do pomiarów większości popularnych wielkości fizycznych (hałas, promieniowanie, oświetlenie, czynniki fizykochemiczne, stężenie gazów, czynniki korozyjne, itd.). Urządzenia do tego typu pomiarów znaleźć można w ofertach części przedsiębiorstw, typowo specjalizujących się w obszarze techniki pomiarowej.

Grup przyrządów związanych z pomiarami wielkości elektrycznych jest mniej. Typowo wyróżniamy tu: multimetry, mierniki cęgowe i podobne urządzenia o dużym stopniu uniwersalności, a także aparaturę do zastosowań w energetyce służącą do pomiarów większych napięć i prądów oraz kontroli instalacji elektrycznych (testowanie zabezpieczeń, pomiary rezystancji izolacji, pomiar impedancji i rezystancji pętli zwarcia, itd.). W grupie przenośnych przyrządów energetycznych klasyfikowane są także mierniki takie jak testery, wskaźniki kolejności faz czy mierniki prądów upływu. Tym razem pojawiły się tu też dodatkowe produkty, takie jak testery do badania stacji ładowania pojazdów. Trzecią, cały czas dosyć popularną grupę stanowią urządzenia do pomiarów pracy cyfrowych sieci komunikacyjnych.

 
Najczęściej mierzone wielkości fizyczne i najpopularniejsze rodzaje pomiarów wykonywane z użyciem przenośnych urządzeń pomiarowych; kolorami wyróżniono wielkości nieelektryczne i elektryczne

Konkurencja i popyt wpływają na ceny

Rynek produkcji i dystrybucji przenośnych urządzeń pomiarowych, jako całość, to branża konkurencyjna, w przypadku której mamy do czynienia z dużą podażą produktów. Atrakcyjność rynku, a także łatwość włączania mierników do ofert handlowych sprawiają, że w branży tej miejsca szukają zarówno producenci, dystrybutorzy specjalizowani, jak też wiele firm zajmujących się obsługą przemysłu i klientów z innych sektorów – np. ochrony środowiska.

Wymogi stawiane urządzeniom pomiarowym mają charakter utylitarny. Aparatura przenośna powinna przede wszystkim realizować podstawowe zadania w zakresie pomiarów wybranych wielkości, zapewniać żądaną dokładność, łatwość użytkowania (intuicyjność obsługi i odczytu), a także być bezawaryjna. Głównie jednak liczą się dokładność pomiarów i atrakcyjna cena zakupu. Owe dwa wymogi są od lat niezmienne, nawet w kontekście rosnącej funkcjonalności omawianych urządzeń. Im dalej idziemy w stronę zastosowań profesjonalnych, tym bardziej rośnie znaczenie parametrów technicznych, zabezpieczeń urządzeń pomiarowych i ich innych cech. Z kolei im bardziej urządzenia mają charakter powszechny, tym bardziej na czoło listy wymogów wysuwa się kwestia cenowa – szczególnia dzisiaj, gdy do porównania cen aparatury wystarczy komputer z dostępem do Internetu. W tym kontekście sposobem na wyróżnianie się na rynku jest m.in. wbudowywanie w aparaturę przenośną nowych funkcji i jej rozbudowa o interfejsy komunikacyjne, a także tworzenie oferty systemowej i produktów markowych.

 
Najważniejsze dla polskich klientów cechy omawianych urządzeń

Liderzy popularności

Na jakie marki stawiają najczęściej polscy odbiorcy? To zależy od zastosowania urządzeń, branży i innych powodów. W kraju są natomiast dostępne wyroby zarówno od producentów z górnej półki, marek standardowych i ekonomicznych, jak też te o charakterze "supermarketowym".

Jeżeli chodzi o producentów urządzeń do pomiarów wielkości nieelektrycznych, to tradycyjnie mamy do czynienia z długą i zróżnicowaną listą. Na pierwszym miejscu statystyki popularności znalazła się niemiecka firma Testo, która oferuje szeroką gamę urządzeń pomiarowych takich jak: kamery termowizyjne, rejestratory, mierniki wilgotności, przepływu, ciśnienia i inne. Tuż za nim sklasyfikowany został Fluke, zaś dalej wieloletni producent kamer i systemów termowizyjnych – FLIR Systems. Lista zawiera też przedsiębiorstwa rodzime – np. Sonel, APAR, a także, po raz pierwszy, markę własną jednego z dystrybutorów katalogowych – RS Pro.

 
Najpopularniejsze marki przenośnych urządzeń do pomiarów wielkości elektrycznych oferowanych w Polsce – zestawienie nie odzwierciedla udziałów wymienionych firm w rynku

W przypadku aparatury do pomiarów wielkości elektrycznych najczęściej wskazywaną marką był Fluke. Firma dostarcza urządzenia takie jak multimetry, mierniki jakości energii i cęgowe, przenośne oscyloskopy, testery izolacji oraz uziemienia i inne. Drugim z najpopularniejszych dostawców jest polski Sonel. Kolejne przedsiębiorstwa to m.in. Keysight Technologies, Gossen Metrawatt, Extech. Wyniki są zbliżone do przedstawianych w poprzednich latach, aczkolwiek sumaryczna liczba wskazanych przez dostawców marek była mniejsza.

W tym miejscu, zanim przejdziemy do podsumowania i omówienia trendów technologicznych, informacja dla osób zainteresowanych opisem dostawców aparatury pomiarowej oraz omówieniem branży pod kątem jej zmian i możliwej przyszłości. Wymienione zagadnienia były tematami analogicznej analizy publikowanej w IRA 2021 i do niej odsyłamy czytelników.

Bezprzewodowość głównym trendem

Większość zmian technologicznych w aparaturze pomiarowej jest, oprócz samych zmian w dziedzinie metrologii, pochodną rozwoju elektroniki oraz IT. Innowacje dotyczą często poszczególnych rodzajów urządzeń (np. zwiększania rozdzielczości detektorów kamer termowizyjnych), aczkolwiek niezmiennie wspólnym trendem dla sporej części aparatury jest jedno – rozwój możliwości komunikacji. Nie jest to nowość, bo na te tematy pisaliśmy już blisko dekadę temu, aczkolwiek zmiany idą coraz dalej, zaś dominującym hasłem jest tu "bezprzewodowa transmisja danych".

Przesyłanie danych bez kabli znane jest w obszarze technologii pomiarowych od lat. W ten sposób działają sieci czujnikowe typu mesh, zaś przemysł z powodzeniem korzysta z różnych czujników i urządzeń pomiarowych ZigBee, WirelessHART i innych. W obszarze typowej aparatury pomiarowej rozwój możliwości komunikacyjnych był jednak powolny i przez długi czas polegano tu przede wszystkim na połączeniach przewodowych. Tymczasem urządzenia przenośne, niejako z założenia, komunikować mają się bezprzewodowo. Zapewnia to możliwość prowadzenia zdalnych pomiarów i mobilność samego operatora.

Na powyższe potrzeby odpowiedzieli producenci aparatury pomiarowej, wprowadzając do niej różnorodne interfejsy i protokoły komunikacyjne. Dzisiaj respondenci najczęściej wskazywali tutaj Wi-Fi oraz Bluetooth, rzadziej NFC czy komunikację komórkową. Niezależnie jednak od wymienianego standardu, sama możliwość bezprzewodowej wymiany danych wskazywana była praktycznie przez co drugą osobę jako nowość lub ważny trend.

Tym, co stanowi niejako przedłużenie rozwoju w zakresie komunikacji cyfrowej, jest możliwość wyświetlania i przetwarzania danych z wykorzystaniem różnych urządzeń, w szczególności przenośnych. Smartfon czy tablet z odpowiednią aplikacją to dzisiaj bardzo dobry panel operatorski, pozwalającym na obserwację wyników pomiarów, zarządzanie danymi oraz całym układem pomiarowym. Daje to również możliwość integracji urządzeń przenośnych z większymi systemami, a także prowadzenie zdalnych pomiarów. Finalną korzyścią jest możliwość przesyłania danych do chmur obliczeniowych i ich przetwarzanie w tym środowisku.

Jakie są pozostałe zmiany? Producenci urządzeń pomiarowych dokonują ich dalszej integracji, łącząc cechy kilku przyrządów pomiarowych w jednym urządzeniu. Przykładowymi przyrządami są te służące do pomiarów kilku wartości – np. wilgotności i temperatury, ale też łączące różne funkcje – przykładowo analizatora i rejestratora. Rozwojowi podlega również sama funkcjonalność urządzeń – przykładowo do mierników dokładane są automatyczne sekwencje pomiarowe. Zmiany te zachodzą wraz z procesami miniaturyzacji oraz zwiększania łatwości obsługi (kolorowe ekrany dotykowe). Nie pojawiły się natomiast (lub prawie nie pojawiły) wskazania dotyczące przetworników pomiarowych, zabezpieczeń aparatury czy zwiększania jej wytrzymałości środowiskowej. Można uznać, że w tych obszarach mamy do czynienia z postępującą ewolucją, zaś pewne parametry techniczne muszą być przez producentów po prostu zapewniane.

 
Najbardziej perspektywiczne sektory rynku będące odbiorcami przenośnych urządzeń pomiarowych