Nárast internetu vecí (IoT) posunul vývoj senzorov na úplne inú úroveň. Senzory sú neoddeliteľnou súčasťou akejkoľvek strojárenskej spoločnosti, ktorá pracuje na platforme IoT. Rôzne priemyselné odvetvia a organizácie používajú podľa svojich požiadaviek rôzne typy senzorov IoT, ako sú snímače teploty, snímače priblíženia, snímače kvality vody atď. Spoločnosť XYMA Analytics, ktorá bola založená v roku 2019, ponúka kompletnú analytickú platformu založenú na priemyselnom IoT, ktorá poskytuje inteligentné monitorovanie procesov.
Používanie pokročilých ultrazvukových snímačov vlnovodu pre najnáročnejšie prostredie bolo hlavnou myšlienkou, ktorá presvedčila tím kvalifikovaných inžinierov k založeniu spoločnosti. Spoločnosť sa dnes môže pochváliť vytváraním inteligentných senzorov na zvýšenie prevádzkovej efektívnosti a ponúkanie viac než len meraní. Zvedaví, že vieme viac o spoločnosti, tíme, pracovnom štýle, riešení problémov a plánoch do budúcnosti, sme doktorke Nishanth Raja položili niekoľko otázok. Čítajte ďalej a dozviete sa, čo hovorí!
Dr. Nishanth Raja je generálnym riaditeľom spoločnosti XYMA Analytics - spoločnosti inkubovanej v IIT v Madrase a spin-out z Centra pre nedeštruktívne hodnotenie. Bol vedúcim vedeckým pracovníkom vo Výskumnom ústave pre kontrolu tekutín v Palakkade v Kérale a neskôr nastúpil ako projektový manažér v Centre pre nedeštruktívne hodnotenie (CNDE) - IIT Madras a získal titul Ph.D. z univerzity v Anne. Pracoval tiež na niekoľkých priemyselných projektoch v oblasti merania teploty a prietoku založených na ultrazvukových vlnovodoch a má bohaté priemyselné skúsenosti.
Otázka: Čo vás inšpirovalo k založeniu nástroja XYMA Analytics? Aké problémy chce spoločnosť riešiť?
XYMA Analytics je výsledkom hlbokého záujmu priemyselných odvetví v ropnom a plynárenskom priemysle, výrobe a leteckom priemysle. Počas môjho výskumného obdobia v Centre pre NDE som sa podieľal na vývoji riadených ultrazvukových senzorov vlnovodu pre nebezpečné / nepriateľské prostredie v procesnom priemysle; výzvou bolo vyriešiť ich bolestivé body. Meranie procesných parametrov je životne dôležité v spracovateľskom a výrobnom priemysle, kde im naša technológia snímania založená na vlnovodoch pomohla distribuovaným spôsobom merať v nepriateľských a neprístupných oblastiach. Zistili sme, že v priemyselných odvetviach existuje obrovský dopyt po snímacích technológiách. To bol bod, keď sme sa rozhodli začleniť XYMA Analytics ako start-up, ktorý by mohol poskytnúť priemyselné riešenia pre snímanieaby zvýšili efektivitu svojich procesov a predĺžili životnosť svojich výrobkov.
XYMA Analytics rieši problémy s konvenčnými procesnými snímačmi pomocou svojej novej technológie snímačov založených na ultrazvukových vlnovodoch, ktorá pomáha priemyselným odvetviam nepretržite monitorovať ich procesné parametre pomocou Industrial IoT s víziou demokratizovať svoju procesnú efektívnosť založenú na snímačoch pre priemyselné odvetvia a tiež poskytovať distribuovanú distribúciu v celom závode. a riešenia súbežného snímania pre rozhodovanie založené na dátach. To je ťažké pri použití bežných snímacích riešení.
Tento senzor je v súčasnosti v poľných pokusoch v niekoľkých priemyselných aplikáciách vrátane monitorovania teploty plášťa chladenia formy počas procesu výroby ocele, ako aj pre meranie teploty steny pece v petrochemickom procese, v sklárskom priemysle.
Otázka: Povedzte nám o svojich „Ultrazvukových senzoroch vlnovodu“, aká je za nimi technológia?
Ultrazvukový snímač vlnovodu môže mať rôzne prierezy, ako napríklad drôt, tyč, pásik, voliteľný na základe prístupu pre vlnovod, rôzne materiály, buď kovy alebo keramiku, a je konfigurovateľný pre rôzne aplikácie merania vrátane úpravy špeciálneho rozloženia snímačov.
Princíp spočíva v tom, že ultrazvuková vlna je excitovaná a pohybuje sa spolu s hrúbkou vlnovodu. Sledovaním interakcie šíriacich sa ultrazvukových vĺn s úmyselne navrhnutými geometrickými diskontinuitami (ohyby, zárezy atď.) A sledovaním posunu času a frekvencie, útlmu, zmeny amplitúdy odrazeného ultrazvukového signálu z vhodne rozmiestnených refektory (ohyby, zárezy atď.) sa extrahujú lokalizované informácie o okolitom médiu (napríklad teplota).
Ultrazvukové snímače vlnovodu všeobecne merajú zmeny rýchlosti vlnovodu v dôsledku zmien v jeho materiálových vlastnostiach (α, E, G a ρ), ktoré vznikajú v dôsledku zmien okolitého média, ako je teplota, vlhkosť atď. let, zmena rýchlosti, fázový posun ultrazvukových vĺn v porovnaní so signálmi pri izbovej teplote, pomáhajú merať zmeny teploty a ďalších vlastností (reológia) v okolitom prostredí.
Otázka: Ako sú snímače ultrazvukového vlnovodu výhodné oproti bežným snímačom?
Mnoho priemyselných procesov pracuje pri veľmi vysokých teplotách. Napríklad rafinácia ropy a výroba elektriny si vyžadujú teplotné úrovne, ktoré presahujú niekoľko stoviek stupňov Celzia. Bežné snímače, ako sú termočlánky, RTD a snímače výšky hladiny, majú problémy s presnosťou kvôli driftu snímača počas svojej dlhodobej prevádzky.
Termočlánky, najmä ak sa používajú pri zvýšených teplotách v nepriaznivom prostredí, sú náchylné na mechanické zlyhanie spoja. Termočlánky tiež môžu poskytovať miestnu teplotu iba v jednej oblasti záujmu. Zatiaľ čo ultrazvukové snímače vlnovodu sú robustnejšie, pretože používame rovnaký drôt z termočlánku (napr. Kanthal, Chromel, nehrdzavejúca oceľ atď.), Ktorý sa používa ako náš vlnovod a nemá žiadne spojenie, ktoré by mohlo zlyhať. Okrem toho má tento snímač menšiu stopu a môžu byť navrhnuté pre rôzne konfigurácie, ako sú špirála, špirála, viacnásobné ohýbanie atď. Použitie viacerých snímačov v rovnakom vlnovode na distribuované snímanie v širokom rozmedzí teplôt (30 ° C - 1400 ° C) a na meranie viacerých parametrov (napr.: Úroveň, teplota a reológia) použitia jedného snímača vlnovodu poskytujú našim ultrazvukovým snímačom vlnovodu výhodu v porovnaní s bežnými snímačmi.
Vlnovody vedú ultrazvukové vlnenie z elektroniky snímača do sledovanej oblasti merania, pričom bezpečne držia elektroniku snímača (menič) od nepriateľského a vzdialeného neprístupného prostredia, ako je to znázornené nižšie.
Navrhovaný snímač vlnovodu je tiež veľmi robustný a dokáže sa prispôsobiť zložitému priemyselnému prostrediu pre všestrannejšie a redundantné merania teploty, reológie a hladiny kvapalín v kritických krytoch. Distribuované meranie teploty je pri použití konvenčných termočlánkov náročné z dôvodu ich schopnosti merať jednobodové meranie tak, aby odolali obmedzeniam veľkosti nepriateľského prostredia. Snímač vlnovodu založený na vedených vlnách poskytuje spoľahlivé, stabilné a nákladovo efektívne riešenie pre rozhranie / presné meranie procesu.
Otázka: Môže jeden snímač merať viac parametrov, ako je teplota, viskozita, hustota atď.? Ako je to možné?
Počas môjho výskumu sme založili základné riadené vlnové režimy Pozdĺžne L (0,1), Torzné T (0,1) a Ohybové (1,1) je možné súčasne vysielať / prijímať pomocou jediného snímača vlnovodu, kde každý vlnový režim cestuje inou rýchlosťou a citlivé na rôzne posuny / vlastnosti.
Napríklad pre meranie teploty je možné použiť režim pozdĺžnych vĺn (Citlivý na axiálny posun), režim torzných vĺn (Citlivý na uhlový posun) pre reologické meranie (Viskozita / Hustota / Teplota) a režim ohybových vĺn.Na meranie výšky hladiny je možné použiť funkciu (Citlivý na posun mimo rovinu). Sledovaním zmeny útlmu a fázového posunu a frekvenčného posunu týchto vlnových režimov (pozdĺžne, ohybovo a torzne) môžeme sledovať vlastnosti okolitého média. Táto patentovaná technológia je testovaná v priemyselnom prostredí na súčasné meranie teploty a viskozity živíc pri vysokých teplotách pomocou jediného snímača vlnovodu. Tieto vlnovody môžu byť vyrobené na mieru pre konkrétnu aplikáciu v priemysle a môžu byť tiež navrhnuté v rôznych prierezoch.
Otázka: Aký typ senzorov ponúka spoločnosť XYMA pre ťažký priemysel a spracovateľský priemysel?
XYMA Analytics vyvíja nové platformy založené na technológii senzorov pre priemyselný internet vecí s víziou demokratizovať priemyselnú efektívnosť procesov založených na senzoroch a tiež poskytovať distribuované a súbežné riešenia snímania pre rozhodovanie založené na dátach v rámci celého závodu. Naše patentované technologické produkty, PoRTS (prenosné reologické a teplotné snímače) a uTMS (viacbodový systém na meranie teploty) sa zameriavajú na zvýšenie produktivity priemyselných odvetví zvýšením efektívnosti procesov a znížením príležitostí na ručné chyby a predĺžením životnosti produktu.
Otázka: Vyrábajú všetky riešenia senzorov samotná XYMA Analytics? Povedzte nám o vašom procese výroby a dodávateľského reťazca
Senzory XYMA sú prispôsobené a navrhnuté interne pre široký rozsah teplôt. Vyvíjame snímač vlnovodu na základe ich teplotného rozsahu a prostredia, v ktorom sa vyžaduje snímanie. Tiež výber materiálu vlnovodu, jeho veľkosti, dĺžky a počtu navrhnutých snímačov závisí hlavne od predpokladov zákazníka a prostredia aplikácie.
Máme najmodernejšie výrobné zariadenie a čoskoro plánujeme rozšírenie našich súčasných zariadení na výskum a vývoj / kalibráciu tak, aby vyhovovali všetkým požiadavkám testovania klientov. Počas výroby, inštalácie a popredajného servisu vždy udržujeme hodnoty QHSE (kvalita, zdravie, bezpečnosť a životné prostredie) na maximálnej úrovni pomocou mladých mladých technikov, ktorí sa k tomu úplne odhodlali. V každej fáze nášho procesu dodávateľského reťazca sme dobre definovali KPI (kľúčové ukazovatele výkonu), aby sme zabezpečili proces, ktorý zodpovedá našim základným hodnotám. Pretože sa technológia vyvíja z tímu XYMA, vyvinuli sme naše kmeňové dáta pre všetky subjekty, aby sme zaistili spoľahlivosť našich produktov. Vždy zabezpečíme, aby sme splnili aj všetky kvalitatívne požiadavky klienta. Všetci naši dodávatelia prechádzajú procesom technického hodnotenia, aby sa zaistila spoľahlivosť a kvalita dodávaného tovaru.Pre vylepšenie produktu máme k dispozícii aj systém spätnej väzby od zákazníkov.
Q. XYMA Analytics tiež poskytuje IIoT pripojenie a analýzu údajov. Aké bezdrôtové riešenia a platformy IoT používate?
Produkty XYMA-IoT (XIoT) sú v súčasnosti okrem MQTT aj ako štandardné komunikačné protokoly s výpočtami na hrane a vizualizáciou nízkoenergetické širokopásmové sieťové technológie (LoRaWan) na automatizáciu a optimalizáciu toku procesov cez samočinne nastavovacie algoritmy nasadené na hrane. Na aplikáciu týchto štandardov protokolov sa používajú platformy IoT ako Arduino, raspberry pi, Semtech (LoRa) a AI, spolu so vzájomným prepojením s dvoma alebo viacerými platformami (rozhranie Arduino a Python) na analýzu a prenos dát. Pre ďalšie priemyselné požiadavky sa používajú ďalšie optimalizačné techniky, ako napríklad protokol HART a Modbus. Tieto komplexné riešenia bezdrôtovej komunikácie boli použité na zvýšenie konektivity v súčasnom stave alebo ako integrovaná súčasť proprietárnych riešení pre rôzne priemyselné aplikácie.
Otázka: Pre koho tieto ultrazvukové vlnovodné snímače v súčasnosti profitujú a ako? Môžete nám uviesť príklad / prípadovú štúdiu?
Široká škála priemyselných odvetví vrátane (a) výrobného priemyslu zahŕňajúceho kovy, pece atď. (B) spracovateľského priemyslu, ako sú rafinérie, chemický priemysel, priemysel hnojív na zlepšenie životnosti vysokoteplotných komponentov, ako aj efektívnosti a odolnosti priemyselných odvetví. (c) Pre priemyselné odvetvia, ako je rýchlorastúci reaktor, kde je zobrazovanie a meranie pod tekutým kovom výzvou. (d) Skladovacie odvetvia s regulovanou teplotou. e) Polymérny priemysel na monitorovanie vytvrdzovania vrátane kozmického, kompozitného atď.
Určite existuje niekoľko prípadov, keď naše snímače pomohli spracovateľskému priemyslu optimalizovať svoju účinnosť a identifikovať vytvrdzovanie ich výrobkov. Výzvou zostáva napríklad nepretržité monitorovanie vytvrdzovania teplotou kompozitu používaného v leteckom priemysle. Naše snímače vlnovodu sme zabudovali do výroby kompozitov a nepretržite sme ich monitorovali až do ukončenia vytvrdzovania. Pomocou údajov o teplote a vytvrdzovaní poskytovaných našim snímačom môžu výrobcovia zvýšiť životnosť a účinnosť procesu na 50 - 70%.
Ďalším príkladom tejto revolučnej technológie, ktorá pomohla zabrániť zlyhaniu produktu popredného výrobného priemyslu, je meranie distribuovanej teploty v peci počas procesu. Distribuované meranie teploty je pri použití konvenčných termočlánkov náročné z dôvodu ich schopnosti merať jednobodové meranie tak, aby odolali obmedzeniam veľkosti nepriateľského prostredia. Náš snímač vlnovodu môže robiť merania udržiavaním oblasti snímača v nepriateľskom prostredí a prevádzkovaním zo vzdialeného miesta. Tiež snímače vlnovodu môžu vykonávať merania distribuovanej teploty na viacerých miestach. Geometrické obmedzenie (otvor 1,5 mm) na vloženie viacerých termočlánkov je tiež riešené použitím jedného vlnovodu (1 mm) s viacerými snímačmi.
Otázka: Kto sú okrem spoločnosti XYMA Analytics ďalší hráči v odbore, ktorí poskytujú riešenia pomocou senzorov ultrazvukových vlnovodov?
Pokiaľ je nám známe, XYMA je jediný priemysel, ktorý poskytuje techniky snímania vlnovodom s riadeným vlnením pre procesné merania v priemyselných odvetviach. Existujú dobre zavedené odvetvia, ako sú ABB, Honeywell, Omega a Emerson, ktoré sú zapojené do podnikania v oblasti merania procesov, ale IIoT umožnila snímanie vlnovodov s analýzou dát, aby sa XYMA odlišovala od existujúcich hráčov na trhu z hľadiska poskytovaných technológií a riešení. Kľúčovou výhodou snímačov vlnovodu sú robustné snímače s menšou stopou, ktoré umožňujú viacbodové a viacparametrové snímanie v širokom rozmedzí teplôt.
Otázka: Ako si myslíte, že sa priemysel v Indii prispôsobuje IIoT? Čo sú prekážky?
V posledných desaťročiach sa IoT zmenil z „internetu vecí“ na „inteligencia vecí“. V priemyselných odvetviach sa IoT využíva na maximalizáciu efektívnosti pri zlepšovaní zdravotných a bezpečnostných podmienok, znižovaní prestojov a tiež pri poskytovaní prispôsobeného produktu. Hlavnou prekážkou v oblasti IoT je menšie povedomie priemyselných odvetví v Indii o jeho využití a inteligencii, ktoré môžu pomôcť pri zlepšovaní prevádzkovej efektívnosti priemyselných odvetví všeobecne tým, že im pomôžu vylepšiť monitorovanie a zvýšiť bezpečnosť a presnosť.
Hlavnou výzvou v indickom priemysle sú problémy s ukladaním a vlastníctvom údajov, konflikty v štandardoch, ktoré jednotlivé odvetvia dodržiavajú, problémy so zabezpečením údajov, nedostatok kvalifikovaných ľudí v závode a obmedzenie internetu v závode, prístup a integrácia internetu vecí do ich palubnej dosky, atď.
Preberanie inovácií z laboratória do priemyslu nie je pre žiadny startup ľahká práca. Produkt by mal byť robustný, certifikovaný a spoľahlivý s vysokou presnosťou. Toto sú niektoré z hlavných výziev indického priemyslu.
Otázka: Povedzte nám o svojom tíme a pracovisku
XYMA má silný talentovaný tím mladých inžinierov s priemyselnými a výskumnými skúsenosťami od významných inštitúcií, ako sú IIT, NIT, laboratóriá CSIR a MNC atď. Táto skupina mladých vedcov pomáha spoločnosti XYMA vyvíjať svoje pôvodné produkty, ktoré sú dostatočne konkurencieschopné a schopné konkurovať. s veľkými priemyselnými hráčmi.
Okrem toho sú moji spoluzakladatelia prof. Krishnan Balasubramanian a prof. Prabhu Rajagopal priekopníkmi v oblasti ultrazvuku a NDE. Viedli ma, motivovali a mentorovali pri uskutočňovaní XYMA v realitu a pri využívaní XIoT na riešenie priemyselných problémov. Prof. Krishnan Balasubramanian je v súčasnosti vedúcim Centra pre nedeštruktívne hodnotenie (CNDE) a profesorom na katedre strojárstva Indického technologického inštitútu v Madrase. Už viac ako 30 rokov sa podieľa na poli nedeštruktívneho hodnotenia aplikácií v oblastiach údržby, zabezpečenia kvality, výroby a dizajnu. Má viac ako 300 technických publikácií. Medzi jeho oblasti záujmu patrí nedeštruktívne hodnotenie, inteligentná výroba a monitorovanie počas procesu, štrukturálne monitorovanie zdravia a analýza použitých údajov.Prabhu Rajagopal sa angažuje v oblasti nedeštruktívneho hodnotenia takmer 20 rokov. Má odborné znalosti v oblasti vysokoteplotných prevodníkov a ultrazvuku s navádzaním funkcií. Medzi jeho oblasti záujmu patria vlnami vedené funkciami (FGWs), meta-materiálové šošovky, senzor na báze vlnovodu pre monitorovanie stavu / liečby a NDE pomocou robotiky.
Inkubačný bunkový ekosystém madras IIT nás podporil takým spôsobom, že sme mohli začať priamo z laboratória. Na zostavovanie a testovanie vašich výrobkov používame najlepšie zariadenia vo svojej triede. IIT-M pomohla spoločnosti XYMA preniesť produkt do odvetvia, ktoré vás posunie o kilometer vpred.
Otázka: Aké sú plány do budúcnosti pre XYMA Analytics a ako vidíte trh?
India je malou časťou globálneho trhu, na ktorý sme v súčasnosti nasadili naše produkty. Naša expanzia bude tiež zahŕňať spoluprácu s výskumnými centrami a univerzitami po celom svete s cieľom podporiť výskum a vývoj našich budúcich senzorov XIoT založených na AI pre optimalizáciu procesov. To pomáha vykonávať inteligentné monitorovanie aktív, aby sa vykonalo hodnotenie rizika a odhadovaná predikcia života pre zvýšenie bezpečnosti a efektívnosti je v kľúčových odvetviach. Spoločnosť XYMA sa zameriava na nasadenie našich špičkových patentovaných riešení na globálne trhy s ropou a plynom, do výrobného priemyslu a na prenos domorodej základnej technológie zabudovanej v Indii do zvyšku sveta.