Aktuální vydání

celé číslo

08

2018

MSV 2018 v Brně

celé číslo

Ohlédnutí za veletrhem Sensor+Test 2006

číslo 8/2006

Ohlédnutí za veletrhem Sensor+Test 2006

Veletrhu Sensor+Test 2006, který se konal ve dnech 30. května až 1. června 2006 v Norimberku, se zúčastnilo 550 vystavovatelů z 25 zemí a navštívilo jej 7 500 zájemců (včetně účastníků šesti doprovodných konferencí, kteří si kromě účasti na konferenčním jednání mohli prohlédnout i veletržní expozice). Výstavní expozice obsadily plochu 22 000 m2.

Obr. 1.

Obr. 1. Snímače tlaku Jumo Dtrans p30 pro nejrůznější oblasti použití, především pro potravinářství nebo farmacii (Jumo)

Návštěvníci měli možnost seznámit se zde s novinkami v oblasti senzorů a měřicí a testovací techniky. Veletrh přitom není zaměřen jen na techniku pro průmyslovou automatizaci, ale značnou část zabírají také výrobky určené např. pro použití v automobilech, v technických zařízeních budov nebo pro monitorování životního prostředí.

Stručný přehled novinek

Jen ve zkratce je možné představit některé zajímavosti z různých oblastí vývoje snímačů a měřicí techniky, které byly na veletrhu prezentovány.

Své místo zde měly např. snímače geometrických veličin (délek, úhlů) a tvaru. Pro vestavbu do pohonů jsou určeny miniaturní snímače s velkou přesností a rozlišením, výhodné zejména pro dynamicky náročné úlohy řízení pohybu a polohy. Se zcela jinými požadavky se setkávají výrobci snímačů polohy určených pro motorová vozidla nebo leteckou techniku: zde je požadována velká spolehlivost, odolnost proti vibracím a extrémní rozsah provozních teplot. K vidění byly i velmi přesné laserové snímače délky, které lze využít pro kalibraci jiných měřidel.

Obr. 2.

Obr. 2. Snímač proudění na kalorimetrickém principu je vhodný především k měření proudění vzduchu v klimatizovaných a čistých prostorech (E+E Elektronik)

Také v oboru měření tlaku je patrný trend k miniaturizaci. Výsledkem jsou monolitické převodníky, obsahující na jednom čipu vlastní senzor i převodník s analogovým nebo digitálním výstupem. Speciální požadavky jsou kladeny na výrobce snímačů určených pro potravinářství nebo farmacii – senzory zde musejí odolávat nejen provozním podmínkám, ale i podmínkám při čištění a sterilizaci výrobních zařízení (obr. 1).

Snímače síly a mechanického namáhání lze použít např. pro měření zaplnění nádob nebo pro vážní systémy. Výzvou pro výrobce těchto senzorů jsou úlohy, kde je třeba měřit rychlé změny zatížení. Typicky jde o stroje určené pro spojování materiálů lemováním, nýtováním, svařováním apod. Je to příležitost především pro piezoelektrické snímače napětí.

U mnoha strojů a zařízení – turbín, elektromotorů, letadel, automobilů, ale také betonových mostů a budov, je třeba měřit jejich vibrace. Vibrace je zapotřebí nejen snímat, ale také na základě naměřených údajů detekovat výskyt potenciálně nebezpečných nebo jinak významných stavů. Uplatní se zde mnohé postupy mající svůj základ v oblasti umělé inteligence.

Obr. 3.

Obr. 3. Přenosná termokamera IVN 770-P pro měření od –20 do +250°C (Impac)

Přístroje pro měření průtoku a proudění byly na veletrhu reprezentovány např. kalorimetrickými senzory vyrobenými metodou tenkých vrstev (obr. 3). Jako perspektivní se jeví také příložné ultrazvukové snímače, které umožňují měřit i bez porušení potrubí.

Měření teploty bylo zastoupeno především širokou škálou odporových senzorů na bázi keramiky, křemíku nebo platiny, často tenkovrstvými. Tyto snímače v nejrůznějších provedeních se vyrábějí v milionových sériích a uživatelé se s nimi setkávají doslova na každém kroku: v počítačích, osobních automobilech, klimatizačních jednotkách, při vytápění budov atd. Stále více se ale rozvíjí i bezkontaktní měření teploty. Přenosné měřicí přístroje jsou díky příznivé ceně využívány k diagnostice počínajících poruch rotačních strojů, v rozvodech elektrické energie nebo pro měření tepelných ztrát budov (obr. 3). Na veletrhu však byly k vidění i vysoce přesné laboratorní termokamery a také pyrometry určené pro metalurgii nebo sklářský průmysl.

Zajímavou oblastí jsou snímače parametrů ovzduší nebo vzduchu v místnostech: teploty, tlaku, vlhkosti, proudění, popř. komplexní jednotky měřící všechny tyto veličiny, s možností záznamu změřených hodnot a bezdrátového přenosu dat. Kromě meteorologických stanic jsou tyto měřicí jednotky důležité pro sledování hodnot předepsaných pro výrobu a skladování potravin a léků, dále v čistých prostorech, galeriích, muzeích, sklenících apod.

Obr. 4.

Obr. 4. Elektrochemický snímač koncentrace plynů v kombinaci s vyhodnocovací a hlásicí jednotkou může sloužit např. jako ochrana před jedovatými plyny (J. Dittrich Electronic)

Snímače optických parametrů byly na veletrhu zastoupeny snímači barev pro textilní průmysl nebo výrobu kosmetiky. Zajímavou novinkou jsou „kapesní“ spektrometry určené pro analýzy znečištění prostředí, biotechnologie, potravinářství nebo farmacii.

V jiné frekvenční oblasti pracují akustické snímače, měřící úroveň hluku a umožňující detekovat jeho zdroj. Významné uplatnění tyto snímače nacházejí v dopravní technice.

Sensor+Test je již tradičně místem setkání evropských výrobců detektorů plynů. Moderním trendem je např. využívat detektory koncentrace CO2 pro automatické větrání v budovách nebo v kuchyňských odsavačích. Důležité jsou detektory plynů také pro zajištění bezpečnosti osob, např. v podzemních garážích (obr. 4). Vzhledem k tomu, že značnou část návštěvníků veletrhu tvoří konstruktéři z automobilek a z podniků dodávajících komponenty pro automobilový průmysl, velký zájem byl o měření parametrů výfukových plynů nebo poměru paliva a vzduchu ve směsi přiváděné do válců motorů. Stranou nezůstalo ani měření fyzikálněchemických parametrů kapalin.

Obr. 5.

Obr. 5. Megapixelovou průmyslovou kameru s výstupem USB 2.0 kanadské firmy Lumenera na veletrhu představila společnost BFI Optilas

Pominout nelze ani přehlídku systémů pro zpracování obrazu (obr. 5). Zájem se soustředil především na dynamicky náročné úlohy, kde se využívají kamery se senzory CMOS. Přesné kamery slouží také ke kontrole rozměrů a tvarů součástí.

Důležitým prvkem měřicí techniky jsou záznamníky naměřených dat a jejich analyzátory a testovací systémy. Letos zde byla tato technika zastoupena ještě více než v předchozích letech, protože součástí veletrhu Sensor+Test se stal veletrh MeasComp, zaměřený právě na zmíněnou oblast techniky. Měřicí a testovací technika určená pro automobilový průmysl byla představena také v živých ukázkách v tzv. Action Area.

Kombinace tří technických veletrhů

Vzhledem k letošnímu mistrovství světa ve fotbale se v Norimberku kromě veletrhu Sensor+Test konaly současné veletrhy SMT/Hybrid/Packaging a PCIM Europe. Ukázalo se, že tato kombinace veletrhů v jednom termínu je účelná a kladně ji hodnotili návštěvníci i vystavovatelé.

Sensor Innovation Award 2006

Již pošesté vyhlásila na veletrhu Sensor+Test německá asociace pro senzorovou techniku AMA Fachverband für Sensorik cenu Sensor Innovation Award. Porota pod vedením prof. Andrease Schütze z Univerzity v Saarbrückenu udělila jedno první a dvě druhá místa. K ocenění patří i peněžitá prémie: 5 000 eur za první a 2 500 eur za druhé místo.

První cenu dostaly společně firmy Philips Electronics N. V., Eindhoven (Nizozemí), a Finisar Corporation, Shrewsbury (Velká Británie), za optický sledovací a navigační snímač využívající interferenční jev zvaný self-mixing. Světlo emitované laserovou diodou se odráží od snímaného povrchu zpět ke zdroji, kde dochází k interferenci vyzařovaného a odraženého světla. Přesnost snímače je podstatně lepší než u jiných cenově srovnatelných snímačů: dosahuje přesnosti klasických dopplerovských interferometrů, které jsou ovšem podstatně dražší a objemnější a mají větší spotřebu energie. Snímač má mimořádně kompaktní konstrukci: v jediném bloku na ploše 6,8 mm2 jsou integrovány všechny potřebné optické prvky, povrchově emitující laserová dioda se svislým rezonátorem a s detekční fotodiodou a obvod ASIC pro detekci a zpracování signálu. Rozlišení je řádově v mikrometrech a lze měřit i relativně rychlé pohyby. Předpokládané oblasti použití jsou počítačové periferie (tiskárny, plotry, optické myši) a testovací a měřicí zařízení.

Druhou cenu získaly společnosti Bartec GmbH, Gotteszell, a Institut für Physikalische Hochtechnologie, e. V., Jena (IPHT), za optický snímač teploty rosného bodu. Optické snímače teploty rosného bodu nejsou úplnou novinkou. Oceněný snímač ale využívá místo odrazu na externím vyhřívaném a ochlazovaném zrcátku, jak je to běžné u jiných optických snímačů (vysrážená vodní pára snižuje odrazivost), vnitřní odraz na povrchu skleněného substrátu, který současně funguje jako nosič všech potřebných prvků a zcela odděluje měřený plyn od optických součástí. Vodní pára vysrážená na vnějším povrchu substrátu mění úhel totálního odrazu světelného paprsku a tato změna je snímačem detekována. Princip měření je patentován. Předpokládané využití je v medicíně ke sledování vlhkosti vydechovaného vzduchu pacienty na jednotkách intenzivní péče, ale také např. ke sledování vlhkosti v klimatizovaných prostorech nebo jinde, kde je třeba měřit teplotu rosného bodu nebo absolutní vlhkost plynů ve velkém rozsahu.

Další druhou cenu získala společnost Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH, Oberkochen, za dotykovou skenovací hlavici na křemíkovém čipu. Dotyk této hlavice, o délce čtyři milimetry a o průměru 50 µm, je na konci opatřen rubínovou kuličkou o průměru 120 µm. Druhý konec dotyku je upevněn do měřicí membrány. Velmi citlivý senzor snímá i malé dotykové síly (od 0,5 mN) a umožňuje přesné prostorové skenování subtilních součástek. Čip, na kterém je dotyk umístěn, má rozměry 6,5 × 6,5 mm. Dotyková hlavice je základní součástí měřicího stroje určeného pro měření mikromechanických součástí. Rozsah měření tohoto stroje je přibližně kubický decimetr, nejistota měření v tomto rozsahu je do 250 nm a rozlišení je 7,5 nm.

(Bk)

Pozvánka na Sensor+Test 2007

Další ročník veletrhu Sensor+Test se bude konat ve dnech 22. až 24. května 2007 opět v Norimberku. Domnívám se, že tento termín by si měli do diáře poznamenat nejen ti, kteří chtějí veletrh navštívit jako diváci: Sensor+Test 2007 může být zajímavou příležitostí pro české firmy z této oblasti techniky, které chtějí svoje produkty představit odborníkům z Německa (75 % návštěvníků) i ze zahraničí působícím především v oborech elektrotechniky a konstrukce strojů a dopravní techniky, včetně automobilového a leteckého průmyslu. Zájemci o bližší informace mohou kontaktovat Česko-německou obchodní a průmyslovou komoru v Praze (messe1@dtihk.cz, paní Naďa Lichte).

Petr Bartošík