Pomiary wielkości nieelektrycznych

Określanie wartości temperatur i wilgotności, pomiary ciśnień, przepływu czy różnorodnych parametrów fizykochemicznych – wszystkie są na co dzień konieczne w przemyśle, szczególnie w branży procesowej, w ochronie środowiska i w wielu innych zastosowaniach profesjonalnych. Tworzy to szeroki rynek dla dostawców czujników i urządzeń pomiarowych, na którym od lat z powodzeniem działa wielu producentów krajowych.

Pomiary temperatury ciągle najpopularniejsze

Jedną z najczęściej mierzonych i kontrolowanych wielkości fizycznych jest temperatura. Dotyczy to większości procesów produkcyjnych, przetwarzania surowców czy przechowywania produktów. Bez możliwości pomiarów temperatury nie istnieją instalacje HVAC, nie ma też możliwości pracy wielu maszyn i instalacji technologicznych. Stosowane tutaj czujniki temperatury dostępne są w różnych wykonaniach – jako standardowe elementy przewodowe, płaszczowe, czujniki głowicowe, w wykonaniach specjalnych i inne. Podyktowane jest to faktem, że dobór odpowiedniej obudowy oraz osłony przetwornika jest w przemyśle niezwykle istotny. Pomiary odbywają się często w trudnych warunkach środowiskowych, elementy mają kontakt z substancjami agresywnymi chemicznie i występują inne narażenia – np. spadające na element iskry.

 

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

W zakresie podzespołów detekcyjnych w czujnikach przemysłowych wykorzystuje się najczęściej wersje termoparowe oraz termorezystancyjne. Te pierwsze pozwalają na pomiary w bardzo dużym zakresie temperatur (nawet od –200°C do 2500°C, co dotyczy typoszeregu elementów), zaś drugie z wymienionych stosowane mogą być w aplikacjach o mniejszych zakresach temperatur, ale za to cechują się większą dokładnością oraz łatwością stosowania (brak potrzeby kompensacji temperaturowej). Najpopularniejsze w ostatniej grupie są termorezystory (RTD), w praktyce wykorzystywane są też termistory oraz czujniki półprzewodnikowe. Te ostatnie pozwalają na pomiary w zakresie średnio od –50°C do 150°C, są miniaturowe i łatwe do wbudowywania w układy elektroniczne, przez co idealnie nadają się do systemów kontroli klimatu oraz wielu popularnych zastosowań.

Bazując na opiniach zebranych w badaniu redakcyjnym, można uznać, że niezmiennie najpopularniejsi są u nas producenci polscy. Liderami branży są Limatherm Sensor oraz CZAKI Thermo-Product – przedsiębiorstwa z długimi tradycjami działania na rynku, które oferują szeroką gamę czujników temperatury i innych wyrobów. Do wysoce rozpoznawalnych marek należą (podano alfabetycznie): APAR, Aplisens, Alf-Sensor, Czah-Pomiar, Honeywell, ifm electronic, Termo-Precyzja, Termoaparatura i Testo oraz WIKA Polska. Wyniki te są zbieżne z rezultatami uzyskiwanymi w dotychczas przeprowadzanych przez nas badaniach. W tym miejscu warto dodać, że określaniu wartości temperatur towarzyszą często pomiary wilgotności. Są one szczególnie ważne w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym oraz wszędzie tam, gdzie wykorzystywane są gazy przemysłowe. Ważnym zagadnieniem są też pomiary wilgotności ciał stałych (drewno, beton, itd.), oczywiście też "popularnym" zastosowaniem higrometrów jest kontrola klimatu.

Pomiary ciśnienia i przepływu

Dwóm wymienionym rodzajom pomiarów odpowiadają dwie kolejne grupy przetworników i urządzeń pomiarowych. Konieczność określania ciśnienia sprężonego powietrza, różnych gazów oraz cieczy zachodzi zarówno w przemyśle, jak też ciepłownictwie, energetyce i licznych zastosowaniach HVAC. Dostawcy manometrów i czujników cyfrowych oferują wersje umożliwiające pomiary ciśnienia absolutnego oraz różnicy ciśnień, przy czym zakres pomiarowy wynosi od wartości ujemnych do ciśnień ponad tysiąca barów. Typowe dokładności dla nowoczesnych przetworników inteligentnych wynoszą dziesiąte lub setne części procenta wartości mierzonej, co jest zupełnie wystarczające w przypadku większości typowych zastosowań profesjonalnych. Dodatkowo w ofertach dostawców znaleźć można czujniki ciśnienia, które mogą być stosowane z substancjami agresywnymi oraz pracować w środowiskach wybuchowych (ATEX). Wielu producentów i dystrybutorów oferuje też separatory i osprzęt, a często też szerszą gamę produktów z zakresu pneumatyki i hydrauliki.

Trzecią z grup urządzeń pomiarowych tworzą przepływomierze – przyrządy służące do pomiarów prędkości i objętości medium, a także, w części przypadków, do pomiarów cech fizykochemicznych cieczy. Asortyment dostępnych na rynku wersji jest bardzo duży i obejmuje m.in.: przepływomierze elektromagnetyczne mierzące przewodność elektryczną medium, wirowe z belką spiętrzającą umieszczoną w strumieniu czy też najbardziej zaawansowane przepływomierze masowe, których częstymi aplikacjami są pomiary cech cieczy (gęstość, lepkość, ciężar i inne). Umożliwia to ich dobór zależnie od wymaganych przez aplikację parametrów, rodzaju cieczy oraz cech samej instalacji.

 

Najpopularniejsze zdaniem dostawców marki przemysłowych czujników temperatury sprzedawanych w Polsce – zestawienie nie odzwierciedla udziałów wymienionych firm w rynku

Na rynku krajowym dostępnych jest kilkadziesiąt marek czujników i przetworników ciśnienia, aczkolwiek tylko kilka zaliczyć można do najbardziej rozpoznawalnych. Dwiema najpopularniejszymi już od lat firmami są WIKA Polska oraz Aplisens. Do ważnych dostawców należą też, zdaniem respondentów, m.in. Endress+Hauser, Honeywell, Danfoss, ifm electronic, Testo, Emerson oraz Panasonic. Jeżeli chodzi o przepływomierze, to liderem rynkowym jest Endress+Hauser, drugie, bliskie mu miejsce zajął Siemens. Do popularnych na rynku marek należą też: Honeywell, ABB, ifm electronic, Kobold, Yokogawa, Krohne i Testo. W tym miejscu tradycyjna informacja, że wyniki w prezentowanych zestawieniach chmurowych nie świadczą o udziałach firm w rynku, a są jedynie zestawieniem ocen rozpoznawalności tych podmiotów w polskim przemyśle.

 

Najważniejsze dla klientów czynniki brane pod uwagę przy zakupie omawianych produktów

Kończąc ten rozdział, należy dodać, że grupa czujników, przetworników i urządzeń do pomiarów wielkości nieelektrycznych obejmuje o wiele więcej produktów niż te dotychczas omawiane. Takimi są m.in. czujniki poziomu, które występują w kilkunastu rodzajach, a także liczne urządzenia do pomiarów cech fizykochemicznych (najczęściej cieczy). Do tego dochodzi szereg urządzeń takich jak anemometry, luksomierze, decybelomierze, mierniki promieniowania i detektory gazów.

Trendy w zakresie czujników

 

Ocena konkurencji w omawianej branży

Omawiane produkty muszą charakteryzować się niezawodnością działania, wysoką jakością i spełnianiem wymogów technicznych (parametrów) – to główne odpowiedzi na pytanie o najważniejsze dla klientów czynniki brane pod uwagę przy decyzjach zakupowych. Do tego dochodzi naturalnie wymóg cenowy, który w każdym z przeprowadzanych przez nas badań rynku znajdował się w czołówce listy. Kolejne miejsca statystyki związane są z marką produktów i samym ich dostawcą – doświadczeniami dotyczącymi współpracy z nim oraz dostępnością wyrobów (w tym wersji wykonywanych na zamówienie). Układ wskazań na wykresie jest identyczny jak dwa lata temu, zbliżone są również wartości procentowe, co pozwala stwierdzić, że w perspektywie krótko-średnioterminowej wymogi klientów się nie zmieniły.

Jak wygląda ewolucja technologiczna omawianych produktów? Rdzeń pojawiających się w odpowiedziach wskazań związany był z rozwojem możliwości wymiany danych i popularyzacją interfejsów do sieci komunikacyjnych. Na tego typu innowacje wskazało kilkunastu respondentów, przy czym pojawiały się tu zarówno interfejsy przewodowe (m.in. IO-Link), jak też bezprzewodowe (NFC, BLE, sieci typu mesh). Istotnym trendem jest wzrost wykorzystania czujników w sieciach Internetu Rzeczy (IoT), co związane jest z wykonywaniem pomiarów w różnych aplikacjach i przesyłem, a często też zdalną analizą danych pomiarowych. Pojawiła się tu również chmura obliczeniowa, aczkolwiek gros odpowiedzi wskazywał generalnie na rozrozbudowę możliwości komunikacji i wykonywania zdalnych pomiarów.

Innych zmian i nowości było niewiele. Te wskazywane przez respondentów wpisywały się w ciągły, ewolucyjny rozwój branży i dotyczyły przede wszystkim trendów: miniaturyzacji, zwiększania dokładności pomiarów, a także rozwój algorytmów związanych z przetwarzaniem wyników (raz padło tu hasło "sztuczna inteligencja"). Pojawiły się też głosy wskazujące wprost, że w technologiach zmienia się niewiele. Jeden z respondentów przyznał: "Zasady pomiarów się nie zmieniają, zmieniają się tylko materiały i standardy sygnałów – coraz częściej wykorzystywane są interfejsy cyfrowe zamiast analogowych".