Възходът на Интернет на нещата (IoT) изведе еволюцията на сензорите на съвсем различно ниво. Сензорите са неразделна част от всяка инженерингова компания, която работи на платформата IoT. Различни индустрии и организации използват различни видове IoT сензори като температурни сензори, сензори за близост, сензори за качество на водата и др. Според техните изисквания. Основана през 2019 г., XYMA Analytics предлага цялостна платформа за анализ на индустриална IoT, за да осигури интелигентно наблюдение на процесите.
Използването на усъвършенствани ултразвукови вълноводни сензори за най-суровите условия беше основната идея, която убеди екипа от добре квалифицирани инженери да създадат компания. Днес компанията може да се похвали с изграждането на интелигентни сензори, за да подобри оперативната ефективност и да предложи повече от просто измервания. Любопитни да научим повече за компанията, екипа, стила на работа, решенията на проблемите и бъдещите планове, зададохме няколко въпроса на д-р Nishanth Raja. Прочетете, за да разберете какво има да каже!
Д-р Nishanth Raja е главен изпълнителен директор на XYMA Analytics - компания за инкубация на IIT Madras и отделяне от Центъра за неразрушителна оценка. Той беше старши научен сътрудник в Изследователския институт за контрол на течностите, Palakkad в Керала, а по-късно се присъедини като ръководител на проекта в Центъра за неразрушителна оценка (CNDE) - IIT Madras и получи докторска степен от университета „Анна“. Той също така е работил по няколко свързани с индустрията проекти в областта на измерванията на температура и дебит на базата на ултразвуков вълновод и има богат индустриален опит.
В. Какво ви вдъхнови да стартирате XYMA Analytics? Какви проблеми има за цел да реши компанията?
XYMA Analytics е резултат от дълбокия интерес, предизвикан от индустриите в петролния и газовия, производствения и космическия сектор. По време на изследователския ми период в Центъра за NDE, участвах в разработването на управляеми вълнови сензори за ултразвукови вълноводни сензори за опасна / враждебна среда в преработващата промишленост; предизвикателството беше да се решат техните болезнени точки. Измерването на параметрите на процеса е жизненоважно в преработващата и производствената промишленост, където нашата сензорна технология, базирана на вълновод, им помогна при измерване във враждебни и недостъпни региони по разпределен начин. Забелязахме, че има огромно търсене на сензорни технологии в индустриите. Това беше точката, когато решихме да включим XYMA Analytics като стартираща компания, която може да осигури сензорни решения за индустриитеза подобряване на ефективността на процесите и подобряване на живота на продукта.
XYMA Analytics се занимава с проблеми с конвенционалните сензори за процеси с новата си сензорна технология, базирана на ултразвуков вълновод, която помага на индустриите да наблюдават непрекъснато техните параметри на процеса с Industrial IoT с визия за демократизиране на ефективността на процесите, базирани на сензори, за индустриите, а също така осигурява разпределение в целия завод и едновременни сензорни решения за вземане на решения, основани на данни. Това е трудно при използване на конвенционални сензорни решения.
Понастоящем този сензор е в полеви изпитания в няколко индустриални приложения, включително мониторинг на температурата на охлаждащата мазилка по време на процеса на производство на стомана, както и за измерване на температурата на стената на пещта в нефтохимичния процес, производството на стъкло
В. Разкажете ни за вашите „Ултразвукови вълноводни сензори“, каква е технологията зад него?
Ултразвуковият сензор за вълновод може да бъде с различни напречни сечения като тел, пръчка, лента, избираеми въз основа на достъпа за вълновода, различни материали или метали, или керамика и е конфигурируем за различни приложения за измерване, включително настройка на специално разпределение на сензорите.
Принципът е, че ултразвуковата вълна се възбужда и пътува заедно с дебелината на вълновода. Чрез проследяване на взаимодействието на разпространяващите се ултразвукови вълни с умишлено проектирани геометрични прекъсвания (завои, прорези и т.н.) и чрез проследяване на изместването на времето и честотата, честотата, затихването, промяната в амплитудата на отразения ултразвуков сигнал от подходящо разположени отразява (огъвания, прорези и т.н.) се извлича локализираната информация за околната среда (например температура).
Като цяло ултразвуковите вълноводни сензори измерват промените в скоростта на вълноводните води поради вариациите в свойствата на материала (α, E, G и ρ), произтичащи от промените в околната среда, като температура, влажност и др. полет, промяна в скоростта, фазово изместване на ултразвуковите вълни в сравнение със стайни температурни сигнали, помагат за измерване на промените в температурата и други свойства (реология) в околната среда.
Въпрос: С какво ултразвуковите вълноводни сензори са по-добри от конвенционалните сензори?
Много промишлени процеси работят при много високи температури. Например рафинирането на суров нефт и производството на електричество изискват температурни нива, които надвишават няколкостотин градуса по Целзий. Конвенционалните сензори като термодвойки, RTD и сензори за ниво имат проблеми с точността поради дрейфа на сензора по време на дългосрочната им работа.
Термодвойките, по-специално, когато се използват при повишени температури във враждебна среда, са склонни към механична повреда на кръстовището. Също така, термодвойките могат да осигуряват локална температура само в една област от интерес. Докато ултразвуковите вълноводни сензори са по-здрави, тъй като ние използваме един и същ проводник на термодвойка (например: Kanthal, Chromel, неръждаема стомана и др.) Се използва като нашият вълновод и той няма преход, който да се провали. Освен това този сензор има по- малък отпечатък и може да бъде проектиран за различни конфигурации като винтови, спирални, множество огъвания и т.н. напр. Ниво, температура и реология) при използване на единичен сензор за вълновод, осигуряват предимство за нашите ултразвукови сензори за вълноводни в сравнение с конвенционалните сензори.
Вълноводите водят ултразвуковата вълна от сензорната електроника към интересуващата област на измерване, като същевременно държат сензорната електроника (преобразувател) безопасно далеч от враждебната и отдалечена недостъпна среда, както е показано по-долу.
Също така, предложеният сензор за вълновод е много здрав и може да се адаптира към сложни индустриални среди за по-гъвкави и излишни измервания на температура, реология и ниво на течността в критични заграждения. Разпределеното измерване на температурата е трудно при използване на конвенционални термодвойки поради способността им да измерват едноточково измерване, за да издържат на ограничения на размера на враждебна среда. Водоводният сензор, базиран на Guided Wave, осигурява надеждно, стабилно и рентабилно решение за интерфейс / точни измервания на процеса.
Въпрос: Може ли един датчик да измерва множество параметри като температура, вискозитет, плътност и т.н.? Как е възможно?
По време на моето изследване ние основахме основните режими на направлявана вълна Longitudinal L (0,1), Torsional T (0,1) и Flexural (1,1), които могат едновременно да бъдат предадени / приети с помощта на единичен сензор за вълновод, където всеки режим на вълната пътува с различна скорост и чувствителен към различни измествания / свойства.
Например режим на надлъжна вълна (чувствителен към аксиално изместване) може да се използва за измерване на температурата, режим на усукваща вълна (чувствителен към ъглово изместване) може да се използва за измерване на реология (вискозитет / плътност / температура) и режим на огъване на вълната(Чувствителен към изместване извън равнината) може да се използва за измерване на нивото. Чрез проследяване на промяната в затихването и фазовото изместване и изместването на честотата на тези вълнови режими (надлъжен, огъващ и усукващ), можем да наблюдаваме свойствата на заобикалящата среда. Тази патентована технология е тествана в индустриална среда за едновременно измерване на температурата и вискозитета на смолите при високи температури с помощта на един сензор за вълновод. Тези вълноводи могат да бъдат проектирани по поръчка за конкретно приложение в индустрията и могат да бъдат проектирани в различни напречни сечения.
Въпрос: Какъв тип сензори се предлагат от XYMA за тежката и преработващата промишленост?
XYMA Analytics разработва нови платформи, базирани на сензорни технологии за индустриален IoT, с визия за демократизиране на ефективността на процесите, базирани на сензори, за индустрии, а също така предоставя разпределени и едновременни сензорни решения в целия завод за вземане на решения, основани на данни. Нашите патентовани технологични продукти, PoRTS (портативни сензори за реология и температура) и uTMS (многоточкова система за измерване на температурата) се фокусират върху повишаване на производителността на индустриите чрез увеличаване на ефективността на процеса и намаляване на възможностите за ръчни грешки и удължаване на живота на продукта.
Въпрос: Всички ли сензорни решения са произведени от самата XYMA Analytics? Разкажете ни за вашия процес на производство и верига на доставки
Сензорите XYMA са персонализирани и проектирани вътрешно за широк диапазон от температури. Ние разработваме сензор за вълновод, базиран на техния температурен диапазон и средата, в която се изисква датчика. Също така изборът на вълноводни материали, размер, дължина и броят на проектираните сензори зависи главно от предпоставките на клиента и средата на приложение.
Разполагаме с модерно производствено съоръжение и скоро планираме да разширим настоящите си съоръжения за научноизследователска и развойна дейност / калибриране, за да отговорим на всички изисквания на клиента за тестване. Винаги поддържаме максимални стойности на QHSE (качество, здраве, безопасност и околна среда) по време на производството, монтажа и следпродажбеното обслужване с помощта на изцяло отдадени млади инженери. Във всеки етап от процеса на веригата на доставки имаме добре дефинирани KPI (ключови показатели за ефективност), за да гарантираме процеса, който съответства на основните ни ценности. Тъй като технологията е разработена от екипа на XYMA, ние разработихме нашите основни данни за всички обекти, за да гарантираме надеждността на нашите продукти. Винаги гарантираме, че ще отговаряме и на всички изисквания на клиента за качество. Всички наши доставчици преминават през процес на техническа оценка, за да гарантират надеждността и качеството на доставените артикули.За подобряване на продукта имаме и система за обратна връзка с клиентите.
Въпрос: XYMA Analytics предоставя също IIoT Connectivity и Data Analytics. Какви безжични решения и IoT платформи използвате?
Продуктите XYMA-IoT (XIoT) понастоящем са широкомощни широкообхватни мрежови технологии с ниска мощност (LoRaWan), освен MQTT като стандартни комуникационни протоколи с крайни изчисления и визуализация, за да автоматизират и оптимизират потока на процесите чрез алгоритми за самонастройка на ръба. За прилагането на тези протоколи стандартно се използват IoT платформи като Arduino, Raspberry Pi, Semtech (LoRa) и AI мислители, заедно с взаимно взаимодействие с две или повече платформи (Arduino и Python взаимодействие) за анализ и трансфер на данни. Други техники за оптимизация като протокол HART и Modbus се използват за други индустриални изисквания. Тези решения за безжична комуникация от край до край са били използвани за подобряване на свързаността в настоящото състояние или като интегрирана част от патентовани решения за различни индустриални приложения.
В. Кой в момента се ползва от тези ултразвукови вълноводни сензори и как? Можете ли да ни дадете пример / казус?
Широка гама от индустрии, включително (а) производствени индустрии, включващи метали, пещи и др. (Б) Обработващи индустрии като рафинерии, химическа промишленост, торови индустрии за подобряване на живота на високотемпературните компоненти, както и ефективността и стабилността на индустриите. (в) За индустрии като реактор за бързо размножаване, където изобразяването и измерванията под течен метал са предизвикателство (г) Индустрии за съхранение с контролиран контрол на температурата. (д) Полимерни индустрии за наблюдение на втвърдяването, включително космическа, композитна и др.
Със сигурност има немалко случаи, когато нашите сензори са помогнали на преработващата промишленост да оптимизира тяхната ефективност и да идентифицира втвърдяването на техния продукт. Например непрекъснатото наблюдение на температурата на втвърдяване на композит, използван в авиационната индустрия, остава предизвикателство. По време на производството на композитите сме вградили нашите вълноводни сензори и ги наблюдаваме непрекъснато, докато втвърдяването завърши. Използвайки данните за температурата и втвърдяването, предоставени от нашия сензор, производителите могат да увеличат живота на продукта и ефективността на процеса до 50-70%.
Друг пример за тази революционна технология, която помогна за предотвратяване на повреда на продуктите на водещата производствена индустрия, е чрез измерване на разпределената температура на пещта по време на процеса. Разпределеното измерване на температурата е трудно при използване на конвенционални термодвойки поради способността им да измерват едноточково измерване, за да издържат на ограничения на размера на враждебна среда. Нашият сензор за вълновод може да извършва измервания, като поддържа района на сензора във враждебна среда и го управлява от отдалечено място, а също така сензорите за вълноводи могат да извършват разпределени измервания на температурата на множество места. Ограничението на геометрията (1,5 mm слот) за поставяне на множество термодвойки също е адресирано чрез използване на един вълновод (1 mm) с множество сензори.
Въпрос: Освен XYMA Analytics, кои са другите играчи в бранша, които предлагат решения, използващи ултразвукови сензори Waveguide?
Доколкото ни е известно, XYMA е единствената индустрия, която предлага техники за засичане на вълноводни сензори, базирани на вълни, за измервания на процеси в индустриите. Има добре установени индустрии като ABB, Honeywell, Omega и Emerson, които участват в бизнеса за измерване на процеси, но IIoT активира засичане на вълноводи с анализ на данни, за да направи XYMA различен от съществуващите играчи на пазара по отношение на предлаганите технологии и решения. Ключовото предимство на вълноводните сензори са здрави и имат по-малък отпечатък, способни на многоточково и многопараметрично засичане в широк температурен диапазон.
В. Как виждате индустриите в Индия, които адаптират IIoT? Какви са препятствията?
През последните десетилетия IoT се трансформира от „Интернет на нещата“ в „Интелигентност на нещата“. В индустриите IoT се използва за увеличаване на ефективността за надграждане на условията за здраве и безопасност, намаляване на престоя и също така предоставя персонализиран продукт. Основното препятствие по отношение на IoT е по-ниската информираност сред индустриите в Индия за неговото използване и разузнаване, което може да помогне за подобряване на оперативната ефективност за индустриите като цяло, като им помогне да подобрят мониторинга и да увеличат безопасността и точността.
Основното предизвикателство в индийските индустрии са проблемите със съхранението на данни и собствеността, конфликт в стандартите, следвани от всяка индустрия, проблеми със сигурността на данните, липса на квалифицирани хора в завода и ограничаване на интернет в завода, достъп и интеграция на IoT към таблото им за управление, и т.н.
Пренасянето на иновации от лаборатория в индустрия не е лесна работа за всеки стартиращ бизнес. Продуктът трябва да бъде здрав, сертифициран и надежден с висока точност. Това са някои от основните предизвикателства пред индийската индустрия.
В. Разкажете ни за вашия екип и работното място
XYMA има силен талантлив екип от млади инженери с промишлен и изследователски опит от видни институции като IITs, NITs, CSIR лаборатории и MNCs и др. Тази група млади учени помага на XYMA да разработи своите местни продукти, които са достатъчно конкурентни и стабилни с големи играчи в бранша.
Освен това моите съоснователи проф. Кришнан Баласубраманян и проф. Прабху Раджагопал са пионери в областта на ултразвука и NDE. Те ме ръководиха, мотивираха и менторираха при превръщането на XYMA в реалност и използването на XIoT за решаване на индустриални проблеми. Понастоящем проф. Кришнан Баласубраманян е ръководител на Центъра за неразрушителна оценка (CNDE) и председател на професор в катедрата по машиностроене, Индийски технологичен институт Мадрас. Той участва в областта на неразрушаващата оценка повече от 30 години с приложения в областта на поддръжката, осигуряването на качеството, производството и дизайна. Има повече от 300 технически публикации. Неговите области на интерес включват неразрушаваща оценка, интелигентно производство и мониторинг в процеса, структурно наблюдение на здравето и приложен анализ на данни.Проф. Прабху Раджагопал участва в областта на неразрушителната оценка от близо 20 години. Той притежава опит в областта на високотемпературните преобразуватели и управляваните от характеристиките ултразвук. Неговите области на интерес включват вълни с насочени функции (FGW), лещи с метаматериал, базиран на вълновод сензор за наблюдение на състоянието / излекуване и NDE с помощта на роботика.
Екосистемата за инкубационни клетки на IIT madras ни подкрепи по такъв начин, че да започнем веднага от лабораторията. Използваме най-добрите в класа съоръжения за изграждане и тестване на вашите продукти. IIT-M помогна на XYMA да отведе продукта до индустрията, което ви отнема една миля напред.
В. Какви са бъдещите планове за XYMA Analytics и как виждате пазара?
Индия е малка част от световния пазар, на който в момента разполагаме нашите продукти. Нашето разширяване ще включва и сътрудничество с изследователски центрове и университети по целия свят, за да се стимулират научноизследователската и развойна дейност на нашите бъдещи XIoT сензори, базирани на AI, за оптимизиране на процесите. Това помага за извършване на интелигентен мониторинг на активи за извършване на оценка на риска и прогнозна прогноза за живота за подобряване на безопасността и ефективността е в основните отрасли. XYMA се фокусира върху внедряването на нашите патентовани решения от висок клас на световните пазари на нефт и газ, производствените индустрии и да пренесе местните основни технологии, построени в Индия, в останалия свят.