Czujnik

Czujnik jest to elektroniczny element, który odgrywa rolę urządzenia wejściowego, a jego zadaniem jest wykrycie sygnałów z danego otoczenia, kontrolowanie i odnotowywanie ich [Karvinen K., Karvinen T. (2015) s. 7, 11-12]. To także narzędzie monitorujące i przekazujące informacje na temat występujących sygnałów oraz przekroczenia pewnych wartości ustalonych przez normy. Mają one swoje zastosowanie w niemalże wszystkich urządzeniach wejściowych. Nawet jeśli urządzenia same w sobie nie są czujnikami, ale je wykorzystują, np. myszka komputerowa. Czujniki to przetworniki - składają się na fizyczne wejście układu. [Ćwikła G. (2012) s. 781-782]

TL;DR

Czujniki są elektronicznymi urządzeniami używanymi do wykrywania sygnałów z otoczenia i monitorowania ich. Istnieje wiele rodzajów czujników, takich jak czujniki temperatury, ciśnienia, cieczy, drgań, wilgotności i ultradźwiękowe. Czujniki przeciwpożarowe wykrywają dym i podwyższenie temperatury, uruchamiając alarm. Czujniki są ważne w monitorowaniu wpływu działań organizacji na środowisko i spełnianiu przepisów dotyczących ochrony środowiska.

Czujniki do pomiaru temperatury

Są to urządzenia, dzięki którym można zmierzyć temperaturę gazów, ciał ciekłych, części maszyn, urządzeń, a także instalacji przemysłowych. Większość technologicznych procesów wymaga mierzenia, stabilizacji, diagnozowania oraz nieustannego monitorowania temperatury, w rozlicznych obszarach przemysłu, budownictwie oraz środowisku. Wyróżniamy kilka rodzajów czujników do pomiary temperatury, które opierają swoje działanie na różnorodnych zjawiskach fizycznych:

• rezystancyjne czujniki temperatury (zmiana rezystancji metali wraz z temperaturą)
• termoelektryczne czujniki temperatury (generacja napięcia elementu pomiarowego)
• pirometryczne czujniki (emisja podczerwieni mierzonego elementu). [Piotrowski J. (red.) (2013) s. 75, 88, 102, 115]

Czujniki do pomiaru ciśnienia

Są to tzw. czujniki tensometryczne. Wyodrębniamy tensometry oporowe, kratowe i foliowe. Tensometrów często używa się w branżach gdzie zachodzi potrzeba pomiarów wagowych, np. w celu zmierzenia ciężaru zbiorników magazynujących różnego rodzaju surowce, a także umieszcza się takie czujniki pod podporami platform najazdowych. Dzięki tym pomiarom istnieje możliwość odpowiedniego dozowania surowców, poznanie ciężaru mas i inne [Tamże s. 162, 163, 168]

Czujniki do pomiaru cieczy

Znajdują swoje zastosowanie we wszystkich obszarach przemysłu, które wykorzystują zbiorniki zawierające ciecz. Są niezbędne w celu odpowiedniego funkcjonowania przedsiębiorstwa. Stosuje się je w aplikacjach (opartych o pomiar ciśnienia i różnicy ciśnień), które wykorzystuje się w przemyśle spożywczym, petrochemii czy stacjach uzdatniania wody [Tamże s. 258]

Czujniki do pomiaru drgań i wstrząsów

Stosowane do pomiarów statycznych, czyli np. pomiaru nachylenia lub w niektórych przypadkach piezoelektryczne - wytwarzają zmienne napięcie podczas wibracji, które odwzorowuje wstrząsy. Dzięki takim czujnikom, które dostarczają danych eksploatacyjnych urządzenie działa bezpieczniej. Jest to konieczność, aby stosować takie czujniki ze względu na dużą liczbę czynników wpływających na eksploatację maszyn [Tamże s. 345, 352]

Czujniki do pomiaru wilgotności

Wyróżniamy dwa rodzaje wilgotnościomierzy elektrycznych. Podział nastąpił ze względu na występujący rodzaj czujnika wilgotności, jednakże oba wilgotnościomierze posiadają w swojej budowie materiał absorbujący i wydzielający wilgoć: Pierwszy z nich posiada czujnik rezystancyjny (zmiana rezystancji) jego budowa jest prosta, cechuje go mały rozmiar, można go stosować w dość wysokiej temperaturze, drugi zaś czujnik pojemnościowy (zmiana pojemności) cechuje się on szybkim działaniem, również można go używać w stosunkowo wysokich temperaturach, sprawdza się przy niskich wilgotnościach.[Tamże s. 558, 583, 584]

Czujniki ultradźwiękowe

Wykorzystuje się je w pomiarach odległości i poziomu. Swoje zastosowanie znajdują w wykrywaniu obiektów i przeszkód. Czujniki te pracują również w niekorzystnych warunkach atmosferycznych (zapylenie, mgła, para wodna).[Karbowniczek M. (2015) s. 122-123]

Czujnik przeciwpożarowy

Wykrywa dym oraz podwyższenie temperatury ponad normę, co w konsekwencji uruchamia alarm akustyczny. Szybkie wykrycie dymu ułatwia odnalezienie źródła pożaru i pozwala na jego usunięcie. W przypadku gdy nie wydziela się duża ilość dymu, urządzenie wyposażone w czujnik wykrywający podniesienie się temperatury zadziała i włączy się alarm [Mikulik J. (2010) s. 25, 34-36]

Według normy ISO 14001 organizacja regularnie powinna dokonywać pomiary, ponieważ działania, które wykonuje mają wpływ na środowisko - zarówno negatywny jak i pozytywny. Poprzez użycie czujników można monitorować ten wpływ. Ten element zarządzania środowiskowego jakim są pomiary wymaga, aby wyposażenie służące do pomiarów (w tym czujniki) było utrzymane w odpowiednim stanie [Figiel D. (2013) s. 90] Także zapisy z pomiarów powinny być odpowiednio przechowywane, zgodnie z procedurami. Wykorzystywanie czujników to konieczność aby przedsiębiorstwo czy organizacja działała zgodnie z przepisami obejmującymi ochronę środowiska. [PN-EN ISO 14001 (2015) s. 33]

Czujnik — artykuły polecane

Biodegradacja — Recykling tworzyw sztucznych — Galwanizacja — Kompletacja — Klarowność — Utrzymanie ruchu — Projektowanie eksperymentów — Metale ziem rzadkich — Konserwanty

Bibliografia

• Ćwikła G. (2012). Elementy i systemy umożliwiające pozyskiwanie, analizę i prezentację danych produkcyjnych, Politechnika Śląska, Gliwice, s. 781-782
• Figiel D. (2013). Więcej niż czujnik. Nowoczesne rozwiązania pomiarów fizykochemicznych, "Technologie w energetyce", nr 4, s. 90
• Karbowniczek M. (2015). Czujniki ultradźwiękowe w automatyce przemysłowej "Elektronika praktyczna", nr 5, s. 122, 123
• Karvinen K., Karvinen T. (2015). Czujniki dla początkujących, Helion, Gliwice, s. 7, 11, 12
• Mikulik J. (2010) Budynek inteligentny. Podstawowe systemy bezpieczeństwa w budynkach inteligentnych, t. II, Gliwice, s. 25, 34-36
• Piotrowski J. (red.) (2013), Pomiary: czujniki i metody pomiarowe wybranych wielkości fizycznych i składu chemicznego, Wydawnictwo WNT, Warszawa
• PN-EN ISO 14001 (2015) Systemy zarządzania środowiskowego. Wymagania i wytyczne stosowania, PKN, Warszawa, s. 33

Autor: Adrianna Wójcik