Aparatura pomiarowa

Przenośne urządzenia pomiarowe

Przenośne urządzenia pomiarowe od lat towarzyszą służbom utrzymania ruchu, elektroinstalatorom i wielu innym osobom w ich codziennej pracy. Zapewniają one istotne rozszerzenie możliwości zastosowania tradycyjnej aparatury, pozwalając na pomiary większości popularnych wielkości elektrycznych oraz nieelektrycznych i stanowią częste elementy ofert dostawców obsługujących przemysł, sektory energetyki oraz budownictwa.

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.

Aparaturę tego typu dzielimy na związaną z pomiarami elektrycznymi i nieelektrycznymi. W obszarze pomiarów wielkości nieelektrycznych najczęściej mierzoną wartością jest temperatura. 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 zarówno urządzeń do pomiarów jednorazowych, ale też ciągłych, a także rejestracji wyników.

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, 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. To także urządzenia do pomiarów pracy cyfrowych sieci komunikacyjnych.

Poszukiwane funkcje w miernikach przenośnych

Klienci oczekują przyrządów uniwersalnych: kombajnów pomiarowych pozwalających nosić ze sobą tylko jeden miernik. Tak jest taniej i z pewnością jest to wygodniejsze rozwiązanie przy pracy w terenie. Przyrząd uniwersalny musi być oczywiście dobry jakościowo i niezawodny, gdyż droga ku uniwersalności nie może prowadzić przez ograniczenia. Kolejne kryteria, a więc rozdzielczość, dokładność, szybkość pomiarów wskazują, że liczą się też dobre parametry metrologiczne. One są brane pod uwagę w drugiej kolejności, a więc po ustaleniu budżetu zakupowego, a więc ile można wydać na miernik.

Bezprzewodowość i coraz większa funkcjonalność

Większość zmian technologicznych w aparaturze pomiarowej jest, oprócz samych zmian w dziedzinie metrologii, pochodną rozwoju elektroniki oraz IT. Innowacje dotyczą często zwiększania rozdzielczości, poprawy prezentacji informacji i funkcjonalności, aczkolwiek niezmiennie wspólnym trendem dla sporej części aparatury jest jedno – rozwój komunikacji. Zapewnia to możliwość prowadzenia zdalnych pomiarów i mobilność samego operatora.

Większa funkcjonalność to np. łączenie wielu funkcji pomiarowych w jednym mierniku. Takimi przyrządami są te służące do pomiarów np. wilgotności i temperatury, ale też łączące różne funkcje – np. 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). Mniej widoczne zmiany dotyczą lepszych parametrów 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.

Mikołaj Przybyła

dyrektor operacyjny firmy GL Optic

Gdzie kryje się trudność w konstrukcji aparatury do pomiarów optycznych?

Pomiar nawet podstawowych parametrów źródeł jak CCT lub CRI opiera się na analizie danych widmowych. Ich przełożenie na wyniki wymaga wykonania odpowiednich działań matematycznych. Metody obliczeniowe są ogólnie dostępne, ale kluczem do właściwych wyników pomiarowych jest właściwe wzorcowanie urządzeń. Stąd na rynku dostępne są urządzenia o różnej dokładności. Przy wzorcowaniu urządzeń trzeba też zastosować szereg korekcji, w tym charakterystyk czujnika i wykorzystanych układów optycznych, a także kompensację temperaturową, liniowość i filtrację światła rozproszonego itp. Są też różne "szkoły" opisujące metodologię i podejścia do rozwiązania takich problemów. Sam sensor połączony z elektroniką tego nie zapewnia, a cały know-how zawarty w aparaturze producenci tacy jak my rozwijają i doskonalą latami.

Niemniej sama aparatura tego typu jest niszowa w porównaniu do rozwiązań do pomiarów parametrów elektrycznych. Jej skomplikowanie techniczne jest relatywnie duże, a odbiorców jest kilka rzędów wielkości mniej, co niestety przekłada się na wysokie ceny. Koszty rozwoju rozkładają się na znacznie mniejszą liczbę urządzeń, a dodatkowo trzeba jeszcze wspomnieć o tym, że każdy egzemplarz jest wzorcowany indywidualnie. To czasochłonny proces i wymagający posiadania rozbudowanego laboratorium oraz utrzymywania wysokiej jakości metrologicznych wzorców.

Jaka jest Wasza koncepcja na taką aparaturę. Czym zdobywacie uznanie ludzi techniki?

Staramy się projektować aparaturę, aby była ona łatwa w użyciu, bo wiemy, że posługują się nią osoby niekoniecznie będące specjalistami z zakresu metrologii optycznej. Z tego też powodu poza przyrządami pomiarowymi do pomiarów parametrów optycznych konieczne jest posiadanie wielu akcesoriów, jak na przykład kul całkujących nakładanych na głowicę pomiarową miernika. W naszym rozwiązaniu akcesoria mają wbudowany tag RFID, który jest odczytywany przez oprogramowanie miernika i automatyczne uwzględniane są współczynniki korekcyjne. Jest to wygodne rozwiązanie, a zarazem ograniczające możliwość pomyłki i złego ustawienia. Jesteśmy też w stanie kalibrować urządzenie i przystawki jako komplety i co chciałbym dodać, takie podejście prowadzi do większej dokładności aparatury. Kładziemy nacisk, aby nasza aparatura była jak najbardziej dokładna, a wyniki były powtarzalne. Nasz wysiłek włożony w kalibrację jest bardzo duży. Mamy wzorce zakładowe i zbudowaliśmy w firmie laboratorium, gdzie wszystkie wytwarzanie mierniki są wzorcowane i adiustowane. Nie chodzi o zatwierdzenie typu, czyli ogólną ocenę możliwości pomiarowych rodziny mierników, ale o ustawienie wskazań każdej produkowanej sztuki.

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, łatwości użytkowania (intuicyjności obsługi i odczytu), a także być bezawaryjna. Przede wszystkim jednak liczy 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 – szczególnie 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.