Vzestup internetu věcí (IoT) posunul vývoj senzorů na úplně jinou úroveň. Senzory jsou nedílnou součástí každé strojírenské společnosti, která pracuje na platformě IoT. Různá průmyslová odvětví a organizace používají různé typy snímačů IoT, jako jsou snímače teploty, snímače přiblížení, snímače kvality vody atd. Podle svých požadavků. Společnost XYMA Analytics, která byla založena v roce 2019, nabízí kompletní analytickou platformu založenou na průmyslovém IoT, která poskytuje inteligentní monitorování procesů.
Použití pokročilých ultrazvukových senzorů vlnovodu pro nejnáročnější prostředí byla hlavní myšlenka, která přesvědčila tým kvalifikovaných inženýrů k založení společnosti. Společnost se dnes může pochlubit budováním inteligentních senzorů, které zvyšují provozní efektivitu a nabízejí více než jen měření. Zvědaví, abychom věděli více o společnosti, týmu, stylu práce, řešení problémů a budoucích plánech, položili jsme Dr. Nishanth Raja několik otázek. Čtěte dál a dozvíte se, co říká!
Dr. Nishanth Raja je generálním ředitelem společnosti XYMA Analytics - inkubované společnosti IIT Madras a vyčlenění z Centra pro nedestruktivní hodnocení. Byl vedoucím výzkumným pracovníkem ve Výzkumném ústavu pro kontrolu tekutin v Palakkadu v Kérale a později nastoupil jako projektový referent v Centru pro nedestruktivní hodnocení (CNDE) - IIT Madras a získal titul Ph.D. z univerzity v Anně. Pracoval také na několika průmyslových projektech v oblasti měření teploty a průtoku pomocí ultrazvukového vlnovodu a má bohaté průmyslové zkušenosti.
Otázka: Co vás inspirovalo k zahájení XYMA Analytics? Jaké problémy chce společnost řešit?
XYMA Analytics je výsledkem hlubokého zájmu průmyslových odvětví v ropném a plynárenském, zpracovatelském a leteckém průmyslu. Během svého výzkumného období v Centru pro NDE jsem se podílel na vývoji ultrazvukových senzorů vlnovodů s naváděnými vlnami pro nebezpečná / nepřátelská prostředí ve zpracovatelském průmyslu; výzvou bylo vyřešit jejich bolestivé body. Měření parametrů procesu je zásadní ve zpracovatelském a zpracovatelském průmyslu, kde jim naše technologie snímání založená na vlnovodech pomohla při distribuovaném měření v nepřátelských a nepřístupných oblastech. Zjistili jsme, že v průmyslových odvětvích existuje obrovská poptávka po snímacích technologiích. To byl okamžik, kdy jsme se rozhodli začlenit XYMA Analytics jako start-up, který by mohl poskytovat snímací řešení průmyslovým odvětvímzvýšit jejich efektivitu procesů a prodloužit jejich životnost.
XYMA Analytics řeší problémy s konvenčními procesními senzory pomocí své nové technologie senzorů založených na ultrazvukových vlnovodech, která pomáhá průmyslovým odvětvím nepřetržitě sledovat jejich procesní parametry s průmyslovým IoT s vizí demokratizovat svou efektivitu procesů založenou na senzorech pro průmyslová odvětví a také poskytovat distribuovanou distribuci po celém závodě a řešení souběžného snímání pro rozhodování na základě dat. To je při použití konvenčních řešení snímání obtížné.
Tento senzor je v současné době v polních zkouškách v několika průmyslových aplikacích, včetně monitorování teploty pláště chladicí formy během procesu výroby oceli, jakož i pro měření teploty stěn pece v petrochemickém procesu, ve sklářském průmyslu.
Otázka: Povězte nám o svých „Ultrazvukových senzorech vlnovodu“, jaká je za nimi technologie?
Ultrazvukový senzor vlnovodu může mít různé průřezy, jako je drát, tyč, pásek volitelný na základě přístupu pro vlnovod, různé materiály, buď kovy nebo keramiku, a je konfigurovatelný pro různé aplikace měření, včetně úpravy speciálního rozložení senzorů.
Principem je, že ultrazvuková vlna je buzena a pohybuje se spolu s tloušťkou vlnovodu. Sledováním interakce šířících se ultrazvukových vln se záměrně navrženými geometrickými diskontinuitami (ohyby, zářezy atd.) A sledováním posunu času a frekvence, útlumu, změny amplitudy odrazeného ultrazvukového signálu z vhodně rozmístěných refektory (ohyby, zářezy atd.) jsou extrahovány lokalizované informace o okolním médiu (například teplota).
Ultrazvukové snímače vlnovodu obecně měří změny rychlosti vlnovodu v důsledku kolísání jeho materiálových vlastností (α, E, G a ρ) vyplývajících ze změn v okolním médiu, jako je teplota, vlhkost atd. Změna času let, změna rychlosti, fázový posun ultrazvukových vln ve srovnání se signály pokojové teploty, pomáhají měřit změny teploty a dalších vlastností (reologie) v okolním prostředí.
Otázka: Jak jsou senzory ultrazvukového vlnovodu výhodné oproti konvenčním senzorům?
Mnoho průmyslových procesů pracuje při velmi vysokých teplotách. Například rafinace ropy a výroba elektřiny vyžadují teplotní úrovně přesahující několik stovek stupňů Celsia. Konvenční snímače, jako jsou termočlánky, RTD a snímače hladiny, mají problémy s přesností kvůli driftu snímače během jejich dlouhodobého provozu.
Termočlánky, zejména pokud jsou používány při zvýšených teplotách v nepřátelském prostředí, jsou náchylné k mechanickému selhání spojení. Termočlánky také mohou poskytovat místní teplotu pouze v jedné oblasti zájmu. Zatímco ultrazvukové snímače vlnovodu jsou robustnější, protože používáme stejný materiál drátu termočlánku (např.: Kanthal, Chromel, nerezová ocel atd.), Který se používá jako náš vlnovod a nemá žádné spojení, které by selhalo. Kromě toho má tento snímač menší stopu a může být navržen pro různé konfigurace, jako je spirála, spirála, vícenásobné ohýbání atd. Použití více senzorů ve stejném vlnovodu pro distribuované snímání v širokém rozsahu teplot (30 ° C - 1400 ° C) a měření více parametrů (např.: Hladina, Teplota a Reologie) použití jediného vlnovodového senzoru poskytuje výhodu našim ultrazvukovým vlnovodným senzorům ve srovnání s běžnými senzory.
Vlnovody vedou ultrazvukovou vlnu z elektroniky snímače do měřené oblasti zájmu, zatímco drží elektroniku snímače (převodník) bezpečně mimo nepřátelské a vzdálené nepřístupné prostředí, jak je znázorněno níže.
Navrhovaný snímač vlnovodu je také velmi robustní a může se přizpůsobit složitému průmyslovému prostředí pro všestrannější a redundantní měření teploty, reologie a hladiny kapalin v kritických skříních. Distribuované měření teploty je u konvenčních termočlánků obtížné vzhledem k jejich schopnosti měřit jednobodové měření odolávat omezením nepřátelského prostředí. Snímač vlnovodu založený na řízené vlně poskytuje spolehlivé, stabilní a nákladově efektivní řešení pro rozhraní / přesná měření procesu.
Otázka: Může jeden snímač měřit více parametrů, jako je teplota, viskozita, hustota atd.? Jak je to možné?
Během mého výzkumu jsme založili základní řízené vlnové režimy Longitudinal L (0,1), Torsional T (0,1) a Flexural (1,1) lze současně vysílat / přijímat pomocí jediného snímače vlnovodu, kde každý vlnový režim cestuje při jiné rychlosti a citlivé na různé posunutí / vlastnosti.
Například pro měření teploty lze použít režim podélných vln (Citlivý na axiální posun), režim torzních vln (Citlivý na úhlový posun) lze použít pro měření reologie (Viskozita / Hustota / Teplota) a režim ohybových vln(Citlivý na posun mimo rovinu) lze použít pro měření hladiny. Sledováním změny útlumu a fázového posunu a frekvenčního posunu těchto vlnových režimů (podélný, ohybový a torzní) můžeme sledovat vlastnosti okolního média. Tato patentovaná technologie je testována v průmyslovém prostředí pro současné měření teploty a viskozity pryskyřic při vysokých teplotách pomocí jediného čidla vlnovodu. Tyto vlnovody mohou být navrženy na míru pro konkrétní použití v průmyslu a mohou být také navrženy v různých průřezech.
Otázka: Jaký typ senzorů nabízí XYMA pro těžký průmysl a zpracovatelský průmysl?
XYMA Analytics vyvíjí nové platformy založené na technologii senzorů pro průmyslový IoT s vizí demokratizovat efektivitu procesů založenou na senzorech pro průmyslová odvětví a také poskytovat distribuovaná a souběžná řešení pro snímání pro účely rozhodování na základě dat v celém závodě. Naše patentované technologické produkty, PoRTS (přenosné reologické a teplotní snímače) a uTMS (vícebodový systém měření teploty) se zaměřují na zvýšení produktivity průmyslových odvětví zvýšením efektivity procesů a snížením příležitostí pro ruční chyby a prodloužením životnosti produktu.
Otázka: Vyrábí všechna řešení senzorů samotná XYMA Analytics? Řekněte nám o vašem procesu výroby a dodavatelského řetězce
Senzory XYMA jsou přizpůsobeny a navrženy interně pro široký rozsah teplot. Vyvíjíme snímač vlnovodu na základě jejich teplotního rozsahu a prostředí, kde je snímání požadováno. Také výběr materiálu vlnovodu, jeho velikosti, délky a počtu navržených senzorů závisí hlavně na předpokladech zákazníka a prostředí aplikace.
Máme nejmodernější výrobní závod a brzy plánujeme rozšíření našich současných zařízení pro výzkum a vývoj / kalibraci tak, aby splňovaly všechny požadavky na testování klientů. Hodnoty QHSE (kvalita, zdraví, bezpečnost a životní prostředí) udržujeme vždy maximálně během výroby, instalace a poprodejního servisu s pomocí plně oddaných mladých techniků. V každé fázi našeho procesu dodavatelského řetězce jsme dobře definovali KPI (klíčové ukazatele výkonu), abychom zajistili proces, který odpovídá našim základním hodnotám. Protože se technologie vyvíjí z týmu XYMA, vyvinuli jsme naše kmenová data pro všechny subjekty, abychom zajistili spolehlivost našich produktů. Vždy se ujistíme, že splňujeme také všechny požadavky na kvalitu klienta. Všichni naši dodavatelé procházejí procesem technického hodnocení, aby byla zajištěna spolehlivost a kvalita dodávaných položek.Pro zlepšení produktu máme také systém zpětné vazby od zákazníků.
Q. XYMA Analytics také poskytuje připojení IIoT a analýzu dat. Jaká bezdrátová řešení a platformy IoT používáte?
Produkty XYMA-IoT (XIoT) jsou v současné době kromě MQTT jako nízkoenergetické širokopásmové síťové technologie s dlouhým dosahem (LoRaWan) jako standardní komunikační protokoly s hraničním výpočtem a vizualizací, které automatizují a optimalizují tok procesu prostřednictvím hraničně nasazených samočinných algoritmů. Pro aplikaci těchto protokolů se standardně používají platformy IoT jako Arduino, raspberry pi, Semtech (LoRa) a AI a společně se vzájemným propojením se dvěma nebo více platformami (Arduino a Python interface) pro analýzu a přenos dat. Pro další průmyslové požadavky se používají další optimalizační techniky, jako je protokol HART a Modbus. Tato komplexní řešení bezdrátové komunikace byly použity ke zvýšení konektivity v současném stavu nebo jako integrovaná součást proprietárních řešení pro různé průmyslové aplikace.
Otázka: Komu tyto ultrazvukové vlnovodové senzory v současnosti prospívají a jak? Můžete nám uvést příklad / případovou studii?
Široká škála průmyslových odvětví, včetně (a) zpracovatelského průmyslu zahrnujícího kovy, pece atd. (B) zpracovatelského průmyslu, jako jsou rafinerie, chemický průmysl, průmyslová odvětví výroby hnojiv pro zlepšení životnosti vysokoteplotních komponentů, jakož i účinnosti a robustnosti průmyslových odvětví. (c) Pro průmyslová odvětví, jako je rychle se množící reaktor, kde je zobrazování a měření pod tekutým kovem výzvou (d) Průmyslová skladovací odvětví. e) Polymerní průmysl pro monitorování vytvrzování, včetně letectví, kompozitů atd.
Určitě existuje několik případů, kdy naše senzory pomohly zpracovatelskému průmyslu optimalizovat jejich účinnost a identifikovat vytvrzování jejich produktu. Například nepřetržité monitorování vytvrzování teploty kompozitu používaného v leteckém průmyslu zůstává výzvou. Během výroby kompozitů jsme zabudovali naše snímače vlnovodu a průběžně jsme je sledovali, dokud není vytvrzení dokončeno. Pomocí údajů o teplotě a vytvrzení poskytovaných naším senzorem mohou výrobci prodloužit životnost a účinnost procesu na 50–70%.
Dalším příkladem této revoluční technologie, která pomohla zabránit selhání produktu předního zpracovatelského průmyslu, je měření distribuované teploty pece během procesu. Distribuované měření teploty je při použití konvenčních termočlánků obtížné vzhledem k jejich schopnosti měřit měření v jednom bodě tak, aby odolalo omezení velikosti nepřátelského prostředí. Náš snímač vlnovodu může provádět měření udržováním oblasti snímače v nepřátelském prostředí a provozováním ze vzdáleného místa a také snímače vlnovodu mohou provádět měření distribuované teploty na více místech. Omezení geometrie (slot 1,5 mm) pro vložení více termočlánků je také řešeno pomocí jediného vlnovodu (1 mm) s více senzory.
Otázka: Kromě společnosti XYMA Analytics, kdo jsou další hráči v oboru, kteří poskytují řešení pomocí senzorů ultrazvukových vlnovodů?
Pokud je nám známo, XYMA je jediným průmyslovým odvětvím, které poskytuje techniky snímání vlnovodů s řízeným vlněním pro procesní měření v průmyslových odvětvích. Existují zavedená průmyslová odvětví, jako jsou ABB, Honeywell, Omega a Emerson, která se zabývají měřením procesů, ale IIoT umožnila snímání vlnovodů s datovou analýzou, aby se XYMA odlišovala od stávajících hráčů na trhu, pokud jde o poskytované technologie a řešení. Klíčovou výhodou vlnovodových senzorů jsou robustní a menší rozměry, schopné vícebodového a víceparametrového snímání v širokém teplotním rozsahu.
Otázka: Jak vidíte průmyslová odvětví v Indii přizpůsobující IIoT? Jaké jsou překážky?
V minulých desetiletích se IoT změnil z „internetu věcí“ na „inteligenci věcí“. V průmyslových odvětvích se IoT používá k maximalizaci efektivity při zlepšování zdravotních a bezpečnostních podmínek, snižování prostojů a také k poskytování přizpůsobeného produktu. Hlavní překážkou v oblasti IoT je menší povědomí mezi průmyslovými odvětvími v Indii o jeho využití a inteligenci, které může pomoci zlepšit provozní efektivitu průmyslových odvětví obecně tím, že jim pomůže zlepšit monitorování a zvýšit bezpečnost a přesnost.
Hlavní výzvou v indických průmyslových odvětvích jsou problémy s ukládáním a vlastnictvím dat, konflikty v normách, které sledují jednotlivá odvětví, problémy se zabezpečením dat, nedostatek kvalifikovaných lidí v závodě a omezení internetu uvnitř závodu, přístup a integrace IoT do jejich řídicího panelu, atd.
Inovace z laboratoře do průmyslu není pro žádný startup snadná práce. Produkt by měl být robustní, certifikovaný a spolehlivý s vysokou přesností. To jsou některé z hlavních výzev indického průmyslu.
Otázka: Řekněte nám o svém týmu a pracovišti
XYMA má silný talentovaný tým mladých inženýrů s průmyslovými i výzkumnými zkušenostmi od předních institucí, jako jsou IIT, NIT, laboratoře CSIR a MNC atd. Tato skupina mladých vědců pomáhá XYMA vyvíjet své původní produkty, které jsou konkurenceschopné a dostatečně silné, aby konkurovaly s velkými průmyslovými hráči.
Moji spoluzakladatelé Prof. Krishnan Balasubramanian a Prof. Prabhu Rajagopal jsou průkopníky v oblasti ultrazvuku a NDE. Vedli, motivovali a mentorovali mě při realizaci XYMA v realitu a používání XIoT k řešení průmyslových problémů. Prof. Krishnan Balasubramanian je v současné době vedoucím Centra pro nedestruktivní hodnocení (CNDE) a profesorem na katedře strojního inženýrství Indického technologického institutu v Madrasu. Více než 30 let se podílí na poli nedestruktivního hodnocení s aplikacemi v oblastech údržby, zabezpečování jakosti, výroby a designu. Má více než 300 technických publikací. Mezi jeho oblasti zájmu patří nedestruktivní hodnocení, inteligentní výroba a monitorování v průběhu procesu, monitorování stavu zdraví a analýza aplikovaných dat.Prof. Prabhu Rajagopal se podílí na poli nedestruktivního hodnocení téměř 20 let. Má odborné znalosti v oblasti vysokoteplotních snímačů a ultrazvuku s naváděním funkcí. Mezi jeho oblasti zájmu patří vlny s funkcí vedení (FGW), čočky z meta-materiálu, senzor na bázi vlnovodu pro monitorování stavu / léčby a NDE pomocí robotiky.
Inkubační buněčný ekosystém madras IIT nás podporoval takovým způsobem, že jsme mohli začít hned z laboratoře. K vytváření a testování vašich produktů používáme nejlepší zařízení ve své třídě. IIT-M pomohla společnosti XYMA přenést produkt do odvětví, které vás posune o míli vpřed.
Otázka: Jaké jsou plány do budoucna pro XYMA Analytics a jak vidíte trh?
Indie je malou částí globálního trhu, kde jsme aktuálně nasadili naše produkty. Naše expanze bude také zahrnovat spolupráci s výzkumnými centry a univerzitami po celém světě, abychom podpořili výzkum a vývoj našich budoucích senzorů XIoT založených na AI pro optimalizaci procesů. To pomáhá provádět inteligentní monitorování aktiv za účelem vyhodnocení rizik a předpovědi odhadované životnosti pro zlepšení bezpečnosti a efektivity v klíčových průmyslových odvětvích. XYMA se zaměřuje na nasazení našich špičkových patentovaných řešení na globální trhy s ropou a plynem, zpracovatelský průmysl a na převzetí domorodé základní technologie postavené v Indii do zbytku světa.