Creșterea Internetului obiectelor (IoT) a dus evoluția senzorilor la un nivel complet diferit. Senzorii sunt o parte integrantă a oricărei companii de inginerie care lucrează pe platforma IoT. Diverse industrii și organizații utilizează diferite tipuri de senzori IoT, cum ar fi senzori de temperatură, senzori de proximitate, senzori de calitate a apei etc., conform cerințelor lor. Fondată în 2019, XYMA Analytics oferă o platformă de analiză industrială completă bazată pe IoT pentru a oferi o monitorizare inteligentă a proceselor.
Utilizarea senzorilor avansați cu ghid de undă ultrasonic pentru cele mai dure medii a fost ideea principală care a convins echipa de ingineri bine calificați să înființeze o companie. Astăzi, compania se mândrește cu construirea de senzori inteligenți pentru a spori eficiența operațională și a oferi mai mult decât măsurători. Curioși să aflăm mai multe despre companie, echipă, stilul de lucru, soluțiile de problemă și planurile de viitor, i-am adresat Dr. Nishanth Raja câteva întrebări. Citiți mai departe pentru a afla ce are de spus!
Dr. Nishanth Raja este directorul executiv al XYMA Analytics - o companie incubată IIT Madras și un spin-out de la Centrul de evaluare nedistructivă. A fost cercetător principal la Institutul de Cercetări pentru Controlul Fluidelor, Palakkad în Kerala și ulterior s-a alăturat ca ofițer de proiect în Centrul pentru Evaluare Non-Distructivă (CNDE) - IIT Madras și și-a luat doctoratul. de la Universitatea Anna. De asemenea, a lucrat la mai multe proiecte legate de industrie în domeniul măsurărilor de temperatură și debit bazate pe ghidul de undă cu ultrasunete și are o bogată experiență industrială.
Î. Ce v-a inspirat să începeți XYMA Analytics? Ce probleme intenționează să rezolve compania?
XYMA Analytics este rezultatul interesului profund invocat din industriile din sectorul petrolului și gazelor, producției și aerospațiale. În perioada de cercetare de la Centrul pentru NDE, am fost implicat în dezvoltarea senzorilor ghid de undă ultrasonici pe bază de unde pentru medii periculoase / ostile din industriile de proces; provocarea a fost să le rezolve punctele de durere. Măsurarea parametrilor procesului este vitală în industriile de prelucrare și producție, unde tehnologia noastră de detectare bazată pe ghid de undă i-a ajutat să măsoare în regiuni ostile și inaccesibile într-o manieră distribuită. Am observat că există o cerere imensă pentru tehnologii de detectare în industrii. Acesta a fost punctul în care am decis să încorporăm XYMA Analytics ca un start-up care ar putea oferi soluții de detectare industriilorpentru a spori eficiența procesului și pentru a-și îmbunătăți durata de viață a produsului.
XYMA Analytics abordează problemele cu senzorii de proces convenționali cu noua sa tehnologie de senzori cu ultrasunete bazată pe ghid de undă, care ajută industriile să își monitorizeze continuu parametrii de proces cu Industrial IoT, cu viziunea de a democratiza eficiența proceselor bazate pe senzori pentru industrii și, de asemenea, de a și soluții de detectare simultană pentru luarea deciziilor bazate pe date. Acest lucru este dificil folosind soluții convenționale de detectare.
Acest senzor este în prezent în teste de teren în mai multe aplicații industriale, inclusiv monitorizarea temperaturii învelișului de răcire a matriței în timpul procesului de fabricație a oțelului, precum și pentru măsurarea temperaturii peretelui cuptorului în procesul petrochimic, industriile de fabricare a sticlei.
Î. Spuneți-ne despre „Senzorii cu ultrasunete pentru ghid de undă”, care este tehnologia din spatele acestuia?
Senzorul cu ghid de undă cu ultrasunete poate avea secțiuni transversale diferite, cum ar fi sârmă, tijă, bandă selectabilă pe baza accesului pentru ghid de undă, diferite materiale fie metalice, fie ceramice și este configurabil pentru diferite aplicații de măsurare, inclusiv ajustarea distribuției speciale a senzorilor.
Principiul este că o undă cu ultrasunete este excitată și se deplasează împreună cu grosimea ghidului de undă. Urmărind interacțiunea undelor ultrasonice de propagare cu discontinuități geometrice proiectate în mod intenționat (îndoiri, crestături și așa mai departe) și urmărind schimbarea timpului de zbor și a frecvenței, atenuarea, modificarea amplitudinii semnalului ultrasonic reflectat din spațiul adecvat reflectoare (îndoiri, crestături etc.) se extrage informațiile localizate de pe mediul înconjurător (de exemplu, temperatura).
În general, senzorii cu ghid de undă cu ultrasunete măsoară modificările vitezei ghidului de undă datorită variațiilor în proprietățile sale materiale (α, E, G și ρ) care rezultă din modificările mediului înconjurător, cum ar fi temperatura, umiditatea etc. zborul, schimbarea vitezei, defazarea undelor ultrasonice în comparație cu semnalele de temperatură a camerei, ajută la măsurarea schimbărilor de temperatură și a altor proprietăți (reologie) din mediul înconjurător.
Î. Cum sunt avantajos senzorii cu ghid de undă cu ultrasunete față de senzorii convenționali?
Multe procese industriale funcționează la temperaturi foarte ridicate. De exemplu, rafinarea țițeiului și generarea de energie electrică necesită niveluri de temperatură care depășesc câteva sute de grade Celsius. Senzorii convenționali precum termocuplurile, RTD și senzorii de nivel au probleme de precizie datorită derivei senzorului în timpul funcționării lor pe termen lung.
Termocuplurile, în special, atunci când sunt utilizate la temperaturi ridicate în medii ostile sunt predispuse la defectarea mecanică a joncțiunii. De asemenea, termocuplurile pot asigura temperatura locală numai într-o singură regiune de interes. În timp ce senzorii cu ghid de undă cu ultrasunete sunt mai robusti, deoarece utilizăm același material de sârmă pentru termocuplu (de exemplu: Kanthal, Chromel, oțel inoxidabil etc.) este folosit ca ghid de undă și nu are nicio joncțiune pentru a eșua. În plus, acest senzor are o amprentă mai mică și poate fi proiectat pentru diferite configurații, cum ar fi elicoidale, spirale, îndoituri multiple, etc. Utilizarea mai multor senzori în același ghid de undă pentru detectarea distribuită pe o gamă largă de temperatură (30 ° C -1400 ° C) și măsurarea parametrilor multipli (De exemplu: nivel, temperatură și reologie) în utilizarea unui singur senzor de ghid de undă oferă un avantaj senzorilor de ghid de undă ultrasonici în comparație cu senzorii convenționali.
Ghidurile de undă ghidează unda ultrasonică de la electronica senzorului la regiunea de măsurare de interes, ținând în același timp electronica senzorului (traductor) departe de mediile inaccesibile ostile și la distanță, așa cum se arată mai jos.
De asemenea, senzorul de ghid de undă propus este foarte robust și se poate adapta la medii industriale complexe pentru măsurători mai versatile și redundante ale temperaturii, reologiei și nivelului fluidului în incintele critice. Măsurarea temperaturii distribuite este dificilă folosind termocupluri convenționale, datorită capacității lor de a măsura o măsurătoare cu un singur punct, care să reziste la constrângerea de dimensiune a mediului ostil. Senzorul de ghid de undă bazat pe undă ghidată oferă o soluție fiabilă, stabilă și rentabilă pentru interfață / măsurători precise ale procesului.
Î. Poate un singur senzor să măsoare mai mulți parametri, cum ar fi temperatura, vâscozitatea, densitatea etc.? Cum este posibil?
În timpul cercetării mele, am fondat modurile de undă ghidate fundamentale L longitudinal (0,1), Torsional T (0,1) și Flexural (1,1) pot fi transmise / recepționate simultan folosind un singur senzor de ghidare a undelor în care se deplasează fiecare mod de undă. la o viteză diferită și sensibilă la diferite deplasări / proprietăți.
De exemplu, modul de undă longitudinală (Sensibil la deplasarea axială) poate fi utilizat pentru măsurarea temperaturii, Modul de undă torsională (Sensibil la deplasarea unghiulară) poate fi utilizat pentru măsurarea reologiei (Vâscozitate / Densitate / Temperatură) și modul de undă flexurală(Sensibil la deplasarea în afara planului) poate fi utilizat pentru măsurarea nivelului. Urmărind schimbarea atenuării și a fazei și a frecvenței acestor moduri de undă (longitudinală, flexurală și torsională), putem monitoriza proprietățile mediului înconjurător. Această tehnologie brevetată este testată într-un mediu industrial pentru a măsura simultan temperatura și vâscozitatea rășinilor la temperaturi ridicate folosind un singur senzor de ghidare de undă. Aceste ghiduri de undă pot fi proiectate personalizat pentru o aplicație specifică din industrie și pot fi, de asemenea, proiectate în diferite secțiuni transversale.
Î. Ce tip de senzori sunt oferite de XYMA pentru industriile grele și industriile de proces?
XYMA Analytics dezvoltă noi platforme bazate pe tehnologie de senzori pentru IoT industrial, cu o viziune de a democratiza eficiența proceselor bazate pe senzori pentru industrii și, de asemenea, să ofere soluții de detectare distribuite și concomitente la nivelul întregii fabrici pentru luarea deciziilor bazate pe date. Produsele noastre tehnologice brevetate, PoRTS (senzori portabili de reologie și temperatură) și uTMS (sistem de măsurare a temperaturii în mai multe puncte) se concentrează pe creșterea productivității industriilor prin creșterea eficienței proceselor și reducerea oportunităților de eroare manuală și îmbunătățirea duratei de viață a produsului.
Î. Sunt toate soluțiile de senzori fabricate chiar de XYMA Analytics? Spuneți-ne despre procesul de fabricație și lanțul de aprovizionare
Senzorii XYMA sunt personalizați și proiectați intern pentru o gamă largă de temperaturi. Dezvoltăm un senzor de ghid de undă pe baza intervalului de temperatură al acestora și a mediului în care este necesară detectarea. De asemenea, selectarea materialului ghid de undă, dimensiunea, lungimea și numărul de senzori proiectați depinde în principal de condițiile prealabile ale clientului și de mediul de aplicare.
Avem o instalație de producție de ultimă generație și, în curând, intenționăm să extindem instalațiile noastre actuale de cercetare și dezvoltare / calibrare pentru a satisface toate cerințele de testare ale clienților. Menținem întotdeauna valorile QHSE (Calitate, Sănătate, Siguranță și Mediu) la maximum în timpul fabricației, instalării și serviciului post-vânzare cu ajutorul tinerilor ingineri complet dedicați. În fiecare etapă a procesului nostru de lanț de aprovizionare, avem KPI (indicatori cheie de performanță) bine definiți pentru a asigura procesul care se potrivește cu valorile noastre de bază. Deoarece tehnologia a fost dezvoltată din echipa XYMA, am dezvoltat datele noastre de bază pentru toate entitățile pentru a asigura fiabilitatea produselor noastre. Ne asigurăm întotdeauna să îndeplinim toate cerințele de calitate ale clientului. Toți furnizorii noștri sunt supuși unui proces de evaluare tehnică pentru a asigura fiabilitatea și calitatea articolelor furnizate.Pentru îmbunătățirea produsului, avem și un sistem de feedback al clienților.
Q. XYMA Analytics oferă, de asemenea, conectivitate IIoT și analize de date. Ce soluții wireless și platforme IoT folosiți?
Produsele XYMA-IoT (XIoT) sunt în prezent o tehnologie de rețea cu rază mare de acțiune pe distanță mare (LoRaWan), pe lângă MQTT, ca protocoale de comunicații standard cu calcul și vizualizare de margine, pentru a automatiza și optimiza fluxul procesului prin algoritmi de auto-reglare implementați pe margine. Pentru aplicarea acestor protocoale standard, platforme IoT precum Arduino, raspberry pi, Semtech (LoRa) și gânditori AI sunt utilizate împreună cu interfața reciprocă cu două sau mai multe platforme (interfață Arduino și Python) pentru analiza și transferul datelor. Alte tehnici de optimizare precum protocolul HART și Modbus sunt utilizate pentru alte cerințe industriale. Aceste soluții de comunicații wireless end-to-end au fost utilizate pentru a îmbunătăți conectivitatea în starea actuală sau ca parte integrată a soluțiilor brevetate pentru diverse aplicații industriale.
Î. Cine beneficiază în prezent de acești senzori cu ultrasunete pentru ghid de undă și cum? Ne puteți da un exemplu / studiu de caz?
O gamă largă de industrii, inclusiv (a) industriile prelucrătoare care implică metale, cuptoare de cuptor etc. (b) industriile de proces, cum ar fi rafinării, industria chimică, industria de îngrășăminte pentru îmbunătățirea vieții componentelor de înaltă temperatură precum și eficiența și soliditatea a industriilor. (c) Pentru industrii precum reactorul cu ameliorare rapidă în care imagistica și măsurătorile sub metalul lichid reprezintă o provocare (d) Industriile de stocare controlate de temperatură. (e) Industrii polimerice pentru monitorizarea vindecării, inclusiv aerospațială, compozită etc.
Există cu siguranță destul de multe cazuri în care senzorii noștri au ajutat industria proceselor să-și optimizeze eficiența și să identifice vindecarea produsului lor. De exemplu, monitorizarea continuă a întăririi temperaturii a compozitului utilizat în industria aeronavelor rămâne o provocare. Ne-am încorporat senzorii de ghid de undă în timpul fabricării compozitelor și am monitorizat continuu până la finalizarea întăririi. Folosind datele de temperatură și întărire furnizate de senzorul nostru, producătorii pot spori durata de viață a produsului și eficiența procesului la 50-70%.
Un alt exemplu al acestei tehnologii revoluționare care a contribuit la prevenirea defectării produsului din industria prelucrătoare de vârf este măsurarea temperaturii distribuite a cuptorului său în timpul procesului său. Măsurarea temperaturii distribuite este dificilă folosind termocupluri convenționale, datorită capacității lor de a măsura o măsurătoare cu un singur punct, care să reziste la constrângerea de dimensiune a mediului ostil. Senzorul nostru de ghid de undă poate face măsurători menținând regiunea senzorului într-un mediu ostil și operând-o dintr-o locație îndepărtată și, de asemenea, senzorii de ghid de undă pot efectua măsurători distribuite de temperatură în mai multe locații. Constrângerea de geometrie (slot de 1,5 mm) pentru inserarea mai multor termocupluri este, de asemenea, abordată prin utilizarea unui singur ghid de undă (1 mm) cu senzori multipli.
Î. În afară de XYMA Analytics, care sunt ceilalți jucători din industrie care oferă soluții utilizând senzori cu ultrasunete de ghid de undă?
Din câte știm, XYMA este singura industrie care oferă tehnici de detectare a ghidurilor de undă bazate pe unde pentru măsurarea proceselor din industrii. Există industrii bine stabilite, cum ar fi ABB, Honeywell, Omega și Emerson, care sunt implicate în activitatea de măsurare a proceselor, dar IIoT a permis detectarea ghidurilor de undă cu analiza datelor pentru a face XYMA diferit de jucătorii existenți pe piață în ceea ce privește tehnologia și soluțiile furnizate.. Avantajul cheie al senzorilor de ghid de undă este robust și are o amprentă mai mică, capabil să detecteze mai multe puncte și mai mulți parametri pe o gamă largă de temperaturi.
Î. Cum vedeți industriile din India adaptarea IIoT? Care sunt obstacolele?
În ultimele decenii, IoT s-a transformat din a fi „Internetul lucrurilor” în „Inteligența lucrurilor”. În industrii, IoT este utilizat pentru a maximiza eficiența pentru a actualiza condițiile de sănătate și siguranță, pentru a reduce timpul de nefuncționare și pentru a oferi, de asemenea, un produs personalizat. Principalul obstacol în ceea ce privește IoT este conștientizarea mai mică a industriilor din India cu privire la utilizarea și inteligența sa, care pot ajuta la îmbunătățirea eficienței operaționale pentru industriile în general, ajutându-le să sporească monitorizarea și să sporească siguranța și acuratețea.
Principala provocare în industriile indiene este stocarea datelor și problemele de proprietate, conflictul de standarde urmat de fiecare industrie, probleme de securitate a datelor, lipsa de oameni calificați în fabrică și restricționarea la internet în interiorul uzinei, accesul și integrarea IoT la tabloul lor de bord, etc.
Luarea inovației de la laborator la industrie nu este o treabă ușoară pentru orice startup. Produsul trebuie să fie robust, certificat și fiabil, cu o precizie ridicată. Acestea sunt unele dintre provocările majore din industria indiană.
Î. Spuneți-ne despre echipa și locul de muncă
XYMA are o echipă puternică și talentată de tineri ingineri, cu experiență atât industrială, cât și de cercetare, de la instituții eminente precum IIT, NIT, laboratoare CSIR și MNC, etc. cu mari jucători din industrie.
Mai mult, co-fondatorii mei, prof. Krishnan Balasubramanian și prof. Prabhu Rajagopal, sunt pionieri în domeniul ultrasunetelor și al NDE. M-au îndrumat, motivat și mentorat în transformarea XYMA într-o realitate și folosirea XIoT pentru soluționarea problemelor industriale. Prof. Krishnan Balasubramanian este în prezent șeful Centrului de evaluare nedistructivă (CNDE) și profesor de catedră la Departamentul de inginerie mecanică, Institutul indian de tehnologie Madras. El a fost implicat în domeniul evaluării nedistructive de mai bine de 30 de ani cu aplicații în domeniile întreținerii, asigurării calității, fabricării și proiectării. Are peste 300 de publicații tehnice. Domeniile sale de interes includ evaluarea nedistructivă, producția inteligentă și monitorizarea în proces, monitorizarea sănătății structurale și analiza datelor aplicate.Prof. Prabhu Rajagopal a fost implicat în domeniul evaluării nedistructive de aproape 20 de ani. Are experiență în traductoare de temperatură înaltă și ultrasunete ghidate de caracteristici. Domeniile sale de interes includ unde ghidate de caracteristici (FGW), lentile meta-materiale, senzorul bazat pe ghid de undă pentru monitorizarea stării / vindecării și NDE folosind robotică.
Ecosistemul celular de incubare IIT madras ne-a susținut în așa fel încât să putem începe chiar din laborator. Folosim cele mai bune facilități din clasă pentru a vă construi și testa produsele. IIT-M l-a ajutat pe XYMA să ducă produsul în industrie, ceea ce vă duce cu un kilometru înainte.
Î. Care sunt planurile de viitor pentru XYMA Analytics și cum vedeți piața?
India este o mică parte a pieței globale în care ne-am desfășurat în prezent produsele. Extinderea noastră va implica, de asemenea, colaborarea cu centrele de cercetare și universitățile din întreaga lume pentru a stimula cercetarea și dezvoltarea viitorilor noștri senzori XIoT pe bază de AI pentru optimizarea proceselor. Acest lucru ajută la efectuarea unei monitorizări inteligente a activelor pentru a efectua evaluarea riscurilor și predicția estimată a duratei de viață pentru îmbunătățirea siguranței și eficienței se află în principalele industrii. XYMA este concentrat să implementeze soluțiile noastre brevetate de ultimă generație pe piețele globale de petrol și gaze, industriile de producție și să ia tehnologia de bază indigenă construită în India în restul lumii.