Vzpon interneta stvari (IoT) je povišal razvoj senzorjev na povsem drugo raven. Senzorji so sestavni del vsakega inženirskega podjetja, ki deluje na platformi IoT. Različne industrije in organizacije uporabljajo različne vrste IoT senzorjev, kot so temperaturni senzorji, senzorji bližine, senzorji kakovosti vode itd. XYMA Analytics, ustanovljena leta 2019, ponuja popolno analitično platformo, ki temelji na industrijski IoT, za pametno spremljanje procesov.
Glavna ideja, ki je ekipo usposobljenih inženirjev prepričala v ustanovitev podjetja, je bila uporaba naprednih ultrazvočnih senzorjev valovodov v najtežjih okoljih. Danes se podjetje ponaša z izdelavo pametnih senzorjev za povečanje operativne učinkovitosti in več kot le meritve. Radovedni, da bi izvedeli več o podjetju, ekipi, načinu dela, rešitvah problemov in prihodnjih načrtih, smo dr. Nishanthu Raji zastavili nekaj vprašanj. Preberite, če želite vedeti, kaj ima povedati!
Dr. Nishanth Raja je izvršni direktor XYMA Analytics - inkubirane družbe IIT Madras in izstopa iz Centra za nedestruktivno ocenjevanje. Bil je višji znanstveni sodelavec pri Inštitutu za raziskave nadzora tekočin, Palakkad v Kerali, kasneje pa se je pridružil kot projektni referent v Centru za nedestruktivno vrednotenje (CNDE) - IIT Madras in doktoriral. z univerze Anna. Delal je tudi na več industrijskih projektih na področju merjenja temperature in pretoka na osnovi ultrazvočnega valovoda in ima bogate industrijske izkušnje.
V: Kaj vas je navdihnilo za začetek XYMA Analytics? Katere probleme želi rešiti podjetje?
XYMA Analytics je rezultat velikega zanimanja za industrijo v naftnem in plinskem, predelovalnem in vesoljskem sektorju. Med raziskovalnim obdobjem v Centru za NDE sem sodeloval pri razvoju vodljivih valovnih ultrazvočnih senzorjev valovodov za nevarna / sovražna okolja v predelovalni industriji; izziv je bil rešiti njihove boleče točke. Merjenje procesnih parametrov je ključnega pomena v predelovalni in predelovalni industriji, kjer jim je naša tehnologija zaznavanja na osnovi valovodov pomagala pri porazdeljenem merjenju na sovražnih in nedostopnih območjih. Opazili smo, da v industriji obstaja veliko povpraševanje po zaznavnih tehnologijah. To je bila točka, ko smo se odločili, da XYMA Analytics vključimo kot nov zagon, ki lahko nudi zaznavne rešitve za panogeza izboljšanje njihove učinkovitosti postopkov in izboljšanje njihove življenjske dobe.
XYMA Analytics naslavlja težave s konvencionalnimi procesnimi senzorji z novo tehnologijo senzorjev na osnovi ultrazvočnega valovoda, ki industriji pomaga nenehno spremljati svoje procesne parametre z industrijskim IoT z vizijo demokratizacije učinkovitosti procesov, ki temeljijo na senzorjih, in zagotavlja distribucijo po celotnem obratu in sočasne zaznavalne rešitve za odločanje na podlagi podatkov. To je težko z uporabo običajnih zaznavnih rešitev.
Ta senzor je trenutno na terenskih preizkušnjah v številnih industrijskih aplikacijah, vključno s spremljanjem temperature hladilnega plašča plesni med postopkom izdelave jekla, pa tudi za merjenje temperature sten peči v petrokemičnem postopku, v steklarski industriji.
Q. Povejte nam o svojih "ultrazvočnih valovodnih senzorjih", kakšna je tehnologija?
Ultrazvočni valovodni senzor je lahko različnih prerezov, kot so žica, palica, trak, ki jih je mogoče izbrati glede na dostop do valovoda, različne materiale, bodisi kovine ali keramiko, in je nastavljiv za različne merilne aplikacije, vključno s prilagoditvijo posebne porazdelitve senzorjev.
Načelo je, da se ultrazvočni val vzbuja in potuje skupaj z debelino valovoda. S sledenjem interakcije širijočih se ultrazvočnih valov z namerno oblikovanimi geometrijskimi diskontinuitetami (zavoji, zareze itd.) In s sledenjem premika časa in frekvence, dušenja, spremembe amplitude odbitega ultrazvočnega signala iz ustrezno razmaknjenih odbijači (zavoji, zareze itd.) pridobivajo lokalizirane informacije o okoliškem mediju (na primer temperatura).
Ultrazvočni senzorji valovodov na splošno merijo spremembe hitrosti valovoda zaradi sprememb lastnosti materiala (α, E, G in ρ), ki izhajajo iz sprememb v okolju, kot so temperatura, vlažnost itd. let, sprememba hitrosti, fazni premik ultrazvočnih valov v primerjavi s signali sobne temperature, pomagajo izmeriti spremembe temperature in druge lastnosti (reologija) v okoliških medijih.
Q. Kako so ultrazvočni valovodni senzorji boljši od običajnih senzorjev?
Številni industrijski procesi delujejo pri zelo visokih temperaturah. Na primer, rafiniranje surove nafte in pridobivanje električne energije zahtevata temperature, ki presegajo nekaj sto stopinj Celzija. Običajni senzorji, kot so termočleni, RTD in senzorji nivoja, imajo težave z natančnostjo zaradi premikanja senzorja med njihovim dolgotrajnim delovanjem.
Termočleni, zlasti pri uporabi pri povišanih temperaturah v sovražnih okoljih, so nagnjeni k mehanskim okvaram spoja. Poleg tega lahko termočleni zagotavljajo lokalno temperaturo samo v posameznem območju, ki nas zanima. Medtem ko so ultrazvočni valovodni senzorji robustnejši, saj uporabljamo isti material žice s termočleni (npr. Kanthal, Chromel, nerjaveče jeklo itd.), Ki se uporablja kot naš valovod in nima nobenega stika, da bi odpovedal. Poleg tega ima ta senzor manjši odtis in je lahko zasnovan za različne konfiguracije, kot so spiralni, spiralni, več upogibi itd. Uporaba več senzorjev v istem valovodu za porazdeljeno zaznavanje v širokem območju temperature (30 ° C -1400 ° C) in večkratno merjenje parametrov (npr. nivo, temperatura in reologija) uporabe enojnega valovodnega senzorja zagotavljajo prednost našim ultrazvočnim valovodnim senzorjem v primerjavi s konvencionalnimi senzorji.
Valovodi vodijo ultrazvočni val od senzorske elektronike do merilnega območja, medtem ko elektroniko senzorja (pretvornik) varno držijo stran od sovražnega in oddaljenega nedostopnega okolja, kot je prikazano spodaj.
Predlagani senzor valovoda je zelo robusten in se lahko prilagodi zapletenim industrijskim okoljem za bolj vsestranske in odvečne meritve temperature, reologije in nivoja tekočine v kritičnih ohišjih. Merjenje porazdeljene temperature je pri običajnih termočlenih težko zaradi njihove zmožnosti merjenja ene točke meritve, ki vzdrži omejitve velikosti sovražnega okolja. Senzor valovoda na osnovi Guided Wave zagotavlja zanesljivo, stabilno in stroškovno učinkovito rešitev za vmesniške / natančne meritve procesov.
Q. Ali lahko en senzor izmeri več parametrov, kot so temperatura, viskoznost, gostota itd.? Kako je to mogoče?
Med mojo raziskavo smo ustanovili temeljne vodene valovne načine Longitudinal L (0,1), Torzijski T (0,1) in Flexural (1,1), ki jih je mogoče istočasno oddajati / sprejemati z enim samim valovodnim senzorjem, kjer vsak valovni način potuje z različno hitrostjo in občutljiv na različne premike / lastnosti.
Na primer, za merjenje temperature je mogoče uporabiti način vzdolžnega valovanja (občutljiv na aksialni premik), torzijski val (občutljiv na kotni premik) za merjenje reologije (viskoznost / gostota / temperatura) in upogibni val(Občutljiv na premik izven ravnine) se lahko uporablja za merjenje nivoja. S sledenjem sprememb v slabljenju in faznem premiku ter frekvenčnem premiku teh valovnih načinov (vzdolžni, upogibni in torzijski) lahko spremljamo lastnosti okoliškega medija. Ta patentirana tehnologija je preizkušena v industrijskem okolju za sočasno merjenje temperature in viskoznosti smol pri visokih temperaturah z enim samim valovodnim senzorjem. Te valovode je mogoče izdelati po meri za določeno uporabo v industriji, lahko pa so tudi v različnih prerezih.
Q. Katere vrste senzorjev ponuja XYMA za težko industrijo in predelovalno industrijo?
XYMA Analytics razvija nove platforme senzornih tehnologij za industrijski IoT z vizijo demokratizacije učinkovitosti procesov, ki temeljijo na senzorjih, in zagotavlja tudi porazdeljene in sočasne zaznavne rešitve po podatkih, ki temeljijo na podatkih. Naši patentirani tehnološki izdelki, PoRTS (prenosni senzorji za reologijo in temperaturo) in uTMS (večtočkovni sistem za merjenje temperature) se osredotočajo na povečanje produktivnosti v panogah s povečanjem učinkovitosti postopka in zmanjšanjem možnosti za ročne napake ter podaljšanjem življenjske dobe izdelka.
Q. Ali vse rešitve senzorjev proizvaja sama XYMA Analytics? Povejte nam o svojem postopku izdelave in dobavne verige
Senzorji XYMA so prilagojeni in izdelani v hiši za širok razpon temperatur. Razvili smo senzor valovoda, ki temelji na njihovem temperaturnem območju in okolju, kjer je zaznavanje potrebno. Tudi izbira materiala valovoda, velikost, dolžina in število zasnovanih senzorjev je v glavnem odvisna od predpogojev kupca in okolja uporabe.
Imamo najsodobnejši proizvodni obrat in kmalu načrtujemo razširitev naših trenutnih zmogljivosti za raziskave in razvoj / kalibracijo, da bomo izpolnili vse zahteve za testiranje strank. Med proizvodnjo, namestitvijo in poprodajnimi storitvami s pomočjo popolnoma predanih mladih inženirjev vedno vzdržujemo najvišje vrednosti QHSE (kakovost, zdravje, varnost in okolje). V vsaki fazi procesa dobavne verige imamo natančno opredeljene KPI (ključne kazalnike uspešnosti), da zagotovimo postopek, ki ustreza našim temeljnim vrednotam. Ker je tehnologija razvita iz ekipe XYMA, smo razvili glavne podatke za vse subjekte, da bi zagotovili zanesljivost naših izdelkov. Vedno poskrbimo, da izpolnjujemo tudi vse zahteve stranke glede kakovosti. Vsi naši dobavitelji opravijo postopek tehnične ocene, da se zagotovi zanesljivost in kakovost dobavljenih izdelkov.Za izboljšanje izdelkov imamo tudi sistem povratnih informacij strank.
Q. XYMA Analytics ponuja tudi IIoT Connectivity in Data Analytics. Katere brezžične rešitve in platforme IoT uporabljate?
Izdelki XYMA-IoT (XIoT) so trenutno MQT z nizko porabo energije širokega območja (LoRaWan), poleg MQTT kot standardnih komunikacijskih protokolov z robnim računalništvom in vizualizacijo, za avtomatizacijo in optimizacijo pretoka postopka skozi robotske algoritme za samodejno nastavljanje. Za uporabo teh standardov protokolov se uporabljajo IoT platforme, kot so Arduino, raspberry pi, Semtech (LoRa) in AI misleci, skupaj z medsebojnim povezovanjem z dvema ali več platformami (Arduino in Python povezovanje) za analizo in prenos podatkov. Druge tehnike optimizacije, kot sta protokol HART in Modbus, se uporabljajo za druge industrijske zahteve. Te celovite brezžične komunikacijske rešitve so bili uporabljeni za izboljšanje povezljivosti v sedanjem stanju ali kot sestavni del lastniških rešitev za različne industrijske namene.
Q. Kdo so trenutno deležni teh ultrazvočnih valovodnih senzorjev in kako? Nam lahko navedete primer / študijo primera?
Širok spekter industrij, vključno z (a) proizvodno industrijo, ki vključuje kovine, peči itd. (B) predelovalne industrije, kot so rafinerije, kemična industrija, industrija gnojil, za izboljšanje življenjske dobe komponent z visoko temperaturo ter učinkovitost in robustnost industrije. (c) Za industrijo, kot je reaktor za hitro vzrejo, kjer je slikanje in merjenje pod tekočo kovino izziv (d) Industrije skladiščenja z nadzorovano temperaturo. (e) Polimerne industrije za spremljanje ozdravitve, vključno z vesoljsko, kompozitno itd.
Gotovo je kar nekaj primerov, ko so naši senzorji pomagali predelovalni industriji optimizirati svojo učinkovitost in prepoznati sušenje njihovega izdelka. Na primer stalno spremljanje temperaturnega utrjevanja kompozita, ki se uporablja v letalski industriji, ostaja izziv. Med izdelavo kompozitov smo vdelali valovodne senzorje in jih neprekinjeno spremljali, dokler se strjevanje ne zaključi. Z uporabo podatkov o temperaturi in strjevanju, ki jih zagotavlja naš senzor, lahko proizvajalci podaljšajo življenjsko dobo izdelka in učinkovitost postopka na 50–70%.
Drug primer te revolucionarne tehnologije, ki je pomagala preprečiti okvare izdelkov vodilne proizvodne industrije, je merjenje porazdeljene temperature peči med njenim postopkom. Merjenje porazdeljene temperature je pri običajnih termočlenih težko zaradi njihove zmožnosti merjenja ene točke meritve, ki vzdrži omejitve velikosti sovražnega okolja. Naš valovodni senzor lahko izvaja meritve tako, da območje senzorja vzdržuje v sovražnem okolju in ga upravlja z oddaljene lokacije, valovodni senzorji pa lahko izvajajo porazdeljene meritve temperature na več lokacijah. Omejitev geometrije (reža 1,5 mm) za vstavljanje več termočlenov je prav tako obravnavana z uporabo enega samega valovoda (1 mm) z več senzorji.
Q. Kdo so poleg XYMA Analytics drugi igralci v panogi, ki ponujajo rešitve z uporabo ultrazvočnih senzorjev Waveguide?
Kolikor nam je znano, je XYMA edina panoga, ki ponuja vodene tehnike zaznavanja valovodov za zaznavanje procesnih meritev v panogah. Obstajajo dobro uveljavljene panoge, kot so ABB, Honeywell, Omega in Emerson, ki so vključene v posel merjenja procesov, toda IIoT je omogočil zaznavanje valovodov s podatkovno analitiko, da bi XYMA drugačen od obstoječih igralcev na trgu v smislu tehnologije in ponujenih rešitev.. Ključna prednost valovodnih senzorjev so robustni in imajo manjši odtis, ki omogočajo večtočkovno in večparametrsko zaznavanje v širokem temperaturnem območju.
Q. Kako vidite industrije v Indiji, ki prilagajajo IIoT? Kakšne so ovire?
V zadnjih desetletjih se je IoT iz "interneta stvari" spremenil v "inteligenco stvari". IoT se v industriji uporablja za povečanje učinkovitosti za nadgradnjo zdravstvenih in varnostnih pogojev, zmanjšanje izpadov in zagotavlja tudi prilagojen izdelek. Glavna ovira glede IoT je manjša ozaveščenost industrij v Indiji o njegovi uporabi in inteligenci, kar lahko pomaga izboljšati operativno učinkovitost za splošne panoge, saj jim pomaga izboljšati nadzor ter povečati varnost in natančnost.
Glavni izziv v indijski industriji so vprašanja glede shranjevanja in lastništva podatkov, navzkrižje standardov, ki jim sledi vsaka panoga, vprašanja varnosti podatkov, pomanjkanje usposobljenih ljudi v obratu in omejitev interneta v obratu, dostop in integracija interneta stvari na njihovo armaturno ploščo, itd.
Prenos inovacij iz laboratorija v industrijo ni lahko delo za noben zagon. Izdelek mora biti robusten, certificiran in zanesljiv z visoko natančnostjo. To je nekaj največjih izzivov v indijski industriji.
Q. Povejte nam o svoji ekipi in delovnem mestu
XYMA ima močno nadarjeno ekipo mladih inženirjev z industrijskimi in raziskovalnimi izkušnjami iz uglednih institucij, kot so IIT, NIT, laboratoriji CSIR in MNC itd. Ta skupina mladih znanstvenikov pomaga XYMA razviti svoje avtohtone izdelke, ki so dovolj konkurenčni in robustni, da konkurirajo z velikimi igralci v industriji.
Poleg tega sta moja soustanovitelja prof. Krishnan Balasubramanian in prof. Prabhu Rajagopal pionirja na področju ultrazvoke in NDE. Vodili so me, motivirali in mentorirali pri uresničevanju XYMA in uporabi XIoT za reševanje industrijskih problemov. Profesor Krishnan Balasubramanian je trenutno vodja Centra za neporušitveno vrednotenje (CNDE) in profesor na Oddelku za strojništvo na Indijskem tehnološkem inštitutu Madras. Na področju nedestruktivnega ocenjevanja sodeluje že več kot 30 let z aplikacijami na področjih vzdrževanja, zagotavljanja kakovosti, proizvodnje in oblikovanja. Ima več kot 300 tehničnih publikacij. Njegova interesna področja vključujejo neporušitveno ocenjevanje, inteligentno proizvodnjo in spremljanje med postopkom, strukturno spremljanje zdravstvenega stanja in uporabno analizo podatkov.Profesor Prabhu Rajagopal je na področju nedestruktivnega vrednotenja sodeloval že skoraj 20 let. Ima strokovno znanje na področju visokotemperaturnih pretvornikov in ultrazvokov, ki jih vodijo funkcije. Njegova področja zanimanja so valovi s funkcijsko vodenimi valovi (FGW), leče iz meta materiala, senzor za spremljanje stanja / ozdravitve na osnovi valovoda in NDE z uporabo robotike.
Ekosistem inkubacijskih celic IIT madras nas je podpiral tako, da smo lahko začeli takoj iz laboratorija. Za izdelavo in testiranje vaših izdelkov uporabljamo najboljše zmogljivosti v svojem razredu. IIT-M je podjetju XYMA pomagal, da je izdelek prenesel v industrijo, kar vas popelje na kilometer naprej.
Q. Kakšni so prihodnji načrti za XYMA Analytics in kako vidite trg?
Indija je majhen del svetovnega trga, na katerem smo trenutno razporedili svoje izdelke. Naša širitev bo vključevala tudi sodelovanje z raziskovalnimi centri in univerzami po vsem svetu za spodbujanje raziskav in razvoja naših prihodnjih senzorjev XIoT na osnovi umetne inteligence za optimizacijo procesov. To pomaga izvajati inteligentno spremljanje premoženja za ocenjevanje tveganj in predvidenih življenjskih napovedih za izboljšanje varnosti in učinkovitosti. XYMA se osredotoča na uveljavljanje naših vrhunskih patentiranih rešitev na svetovnih trgih nafte in plina, v predelovalnih dejavnostih in v domači osnovni tehnologiji, zgrajeni v Indiji, v preostali svet.