Fremkomsten af tingenes internet (IoT) har ført udviklingen af sensorer til et helt andet niveau. Sensorer er en integreret del af ethvert ingeniørfirma, der arbejder på IoT-platformen. Forskellige industrier og organisationer bruger forskellige typer IoT-sensorer som temperaturfølere, nærhedsfølere, vandkvalitetssensorer osv. I henhold til deres krav. XYMA Analytics blev grundlagt i 2019 og tilbyder en komplet Industrial IoT-baseret analyseplatform, der giver smart procesovervågning.
Brug af avancerede ultralydsbølgelederfølere til de hårdeste miljøer var hovedideen, der overtalte holdet af velkvalificerede ingeniører til at starte et firma. I dag kan virksomheden prale af at bygge smarte sensorer for at forbedre driftseffektiviteten og tilbyde mere end bare målinger. Nysgerrig efter at vide mere om virksomheden, teamet, arbejdsstil, problemløsninger og fremtidige planer stillede vi Dr. Nishanth Raja et par spørgsmål. Læs videre for at vide, hvad han har at sige!
Dr. Nishanth Raja er administrerende direktør for XYMA Analytics - et IIT Madras inkuberet firma og en spin-out fra Center for ikke-destruktiv evaluering. Han var Senior Research Fellow i Fluid Control Research Institute, Palakkad i Kerala og sluttede sig senere som projektofficer i Center for Non-Destructive Evaluation (CNDE) - IIT Madras og modtog sin Ph.D. fra Anna University. Han har også arbejdet med adskillige industriprogrammer inden for området Ultrasonic Waveguide-baserede temperatur- og flowmålinger og har rig industriel erfaring.
Spørgsmål: Hvad inspirerede dig til at starte XYMA Analytics? Hvilke problemer har virksomheden til formål at løse?
XYMA Analytics er et resultat af den dybe interesse, der påberåbes fra industrier inden for olie- og gas-, fremstillings- og rumfartssektoren. I løbet af min forskningsperiode på Center for NDE var jeg involveret i udviklingen af guidede bølgebaserede ultralydsbølgelederfølere til farlige / fjendtlige miljøer i procesindustrier; udfordringen var at løse deres smertepunkter. Måling af procesparametrene er afgørende i forarbejdnings- og fremstillingsindustrien, hvor vores bølgelederbaserede sensorteknologi hjalp dem med at måle i fjendtlige og utilgængelige regioner på en distribueret måde. Vi observerede, at der er en enorm efterspørgsel efter sensing-teknologier i brancher. Det var det punkt, da vi besluttede at inkorporere XYMA Analytics som en opstart, der kunne levere sensingløsninger til industrierfor at forbedre deres proceseffektivitet og forbedre deres produktlevetid.
XYMA Analytics løser problemer med konventionelle processensorer med sin nye ultralydsbølgelederbaserede sensorteknologi, der hjælper industrier med kontinuerligt at overvåge deres procesparametre med Industrial IoT med en vision om at demokratisere sin sensorbaserede proceseffektivitet til industrier og også levere planteomfattende distribution og samtidige sensingløsninger til datadrevet beslutningstagning. Dette er vanskeligt at bruge konventionelle sensingløsninger.
Denne sensor er i øjeblikket i feltforsøg i flere industrielle applikationer, herunder temperaturovervågning af formkølingskappe under stålfremstillingsprocessen såvel som til måling af ovnvægstemperatur i den petrokemiske proces, glasfremstillingsindustrien.
Q. Fortæl os om dine “Ultrasonic Waveguide Sensors”, hvad er teknologien bag?
Ultralydsbølgelederføleren kan have forskellige tværsnit, såsom tråd, stang, strimmel, der kan vælges baseret på adgangen til bølgelederen, forskellige materialer, enten metaller eller keramik, og kan konfigureres til forskellige måleprogrammer, herunder justering af sensorernes specielle fordeling.
Princippet er, at en ultralydsbølge ophidses og bevæger sig sammen med tykkelsen af bølgelederen. Ved at spore interaktionen mellem de formerende ultralydsbølger med bevidst designet geometriske diskontinuiteter (bøjninger, hak osv.) Og ved at spore forskydningen i tid-fl ight og frekvens, dæmpning, ændring i amplitude af det reflekterede ultralydssignal fra passende afstand reflektorer (bøjninger, hak osv.) ekstraheres den lokaliserede information om det omgivende medium (for eksempel temperatur).
Generelt måler ultralydsbølgelederfølere ændringer i bølgelederhastighed på grund af variationerne i dets materialegenskaber (α, E, G og ρ) som følge af ændringerne i det omgivende medium såsom temperatur, fugtighed osv. Ændringen i tid af flyvning, hastighedsændring, faseforskydning af ultralydsbølger sammenlignet med stuetemperatur signaler, hjælper med at måle temperaturændringerne og andre egenskaber (reologi) i de omgivende medier.
Q. Hvordan er Ultralyd Waveguide sensorer fordelagtige i forhold til konventionelle sensorer?
Mange industrielle processer fungerer ved meget høje temperaturer. For eksempel kræver raffinering af råolie og produktion af elektricitet temperaturniveauer, der overstiger flere hundrede grader Celsius. Konventionelle sensorer såsom termoelementer, RTD og niveausensorer har nøjagtighedsproblemer på grund af sensordrift under deres langvarige drift.
Især termoelementer, når de anvendes ved forhøjede temperaturer i fjendtlige omgivelser, er tilbøjelige til mekanisk svigt i krydset. Termoelementer kan også kun give lokal temperatur i et enkelt område af interesse. Mens ultralydsbølgelederfølere er mere robuste, da vi bruger det samme termoelementtrådmateriale (f.eks. Kanthal, Chromel, Rustfrit stål osv.) Bruges som vores bølgeleder, og det har ikke nogen krydsning til at mislykkes. Desuden har denne sensor et mindre fodaftryk og kan designes til forskellige konfigurationer, såsom spiralformede, spiralformede, flere bøjninger osv. Anvendelsen af flere sensorer i samme bølgeleder til distribueret sensing over et bredt temperaturområde (30 ° C -1400 ° C) og måling af flere parametre (f.eks. niveau, temperatur og reologi) ved brug af en enkelt bølgelederføler giver vores Ultrasonic Waveguide-sensorer en fordel sammenlignet med konventionelle sensorer.
Bølgelederne styrer ultralydsbølgen fra sensorelektronikken til det målingsområde, der er af interesse, mens de holder sensorelektronikken (transduceren) sikkert væk fra de fjendtlige og fjerntilgængelige miljøer som vist nedenfor.
Den foreslåede bølgelederføler er også meget robust og kan tilpasse sig komplekse industrielle miljøer til mere alsidige og overflødige målinger af temperatur, reologi og væskeniveau i kritiske kabinetter. Distribueret temperaturmåling er vanskelig ved hjælp af konventionelle termoelementer på grund af deres evne til at måle en enkeltpunktsmåling modstå fjendtlige miljøstørrelsesbegrænsninger. Den Guided Wave-baserede bølgeleder-sensor giver en pålidelig, stabil og omkostningseffektiv løsning til interface / nøjagtige procesmålinger.
Sp. Kan en enkelt sensor måle flere parametre som temperatur, viskositet, tæthed osv.? Hvordan er det muligt?
Under min forskning grundlagde vi de grundlæggende styrede bølgetilstande Longitudinal L (0,1), Torsional T (0,1) og Flexural (1,1) kan samtidigt transmitteres / modtages ved hjælp af en enkelt bølgelederføler, hvor hver bølgetilstand bevæger sig ved en anden hastighed og følsom over for forskellige forskydninger / egenskaber.
For eksempel kan langsgående bølgetilstand (Følsom over for aksial forskydning) bruges til temperaturmåling, Torsionsbølgetilstand (Følsom over for vinkelforskydning) kan bruges til reologi-måling (Viskositet / Densitet / Temperatur) og bøjningstilstand(Følsom over for forskydning uden for planet) kan bruges til niveaumåling. Ved at spore ændringen i dæmpning og faseforskydning og frekvensforskydning af disse bølgetilstande (længderetning, bøjning og torsion) kan vi overvåge de omgivende medieegenskaber. Denne patenterede teknologi er testet i et industrielt miljø til samtidig måling af harpiksers temperatur og viskositet ved høje temperaturer ved hjælp af en enkelt bølgelederføler. Disse bølgeledere kan skræddersyes til en bestemt applikation i industrien og kan også designes i forskellige tværsnit.
Q. Hvilken type sensorer tilbydes af XYMA til Heavy Industries og Process Industries?
XYMA Analytics udvikler nye sensorteknologibaserede platforme til Industrial IoT med en vision om at demokratisere sensorbaseret proceseffektivitet for industrier og leverer også distribuerede og samtidige sensingløsninger på anlæg til datadrevet beslutningstagning. Vores patenterede teknologiprodukter, PoRTS (Portable Rheology and Temperature Sensors) og uTMS (Multi-point Temperature Measuring System) fokuserer på at øge produktiviteten i industrier ved at øge proceseffektiviteten og reducere mulighederne for manuel fejl og forbedre produktets levetid.
Spørgsmål: Er alle sensorløsningerne fremstillet af XYMA Analytics selv? Fortæl os om din produktion og forsyningskædeproces
XYMA-sensorer er tilpasset og designet internt til en lang række temperaturer. Vi udvikler en bølgelederføler baseret på deres temperaturområde og det miljø, hvor sensingen er påkrævet. Valget af bølgeledermateriale, størrelse, længde og antallet af designede sensorer afhænger også hovedsageligt af kundens forudsætninger og applikationsmiljø.
Vi har et avanceret produktionsanlæg, og vi planlægger snart at udvide vores nuværende F & U / kalibreringsfaciliteter til at imødekomme alle krav til klienttest. Vi opretholder altid QHSE-værdier (kvalitet, sundhed, sikkerhed og miljø) maksimalt under produktion, installation og eftersalgsservice ved hjælp af helt dedikerede unge ingeniører. I hvert trin i vores supply chain-proces har vi veldefinerede KPI'er (Key Performance Indicators) for at sikre den proces, der matcher vores kerneværdier. Da teknologien udvikles fra XYMA-teamet, har vi udviklet vores stamdata for alle enheder for at sikre pålideligheden af vores produkter. Vi sørger altid for at imødekomme alle kundens kvalitetskrav også. Alle vores leverandører gennemgår en teknisk evalueringsproces for at sikre pålideligheden og kvaliteten af de leverede varer.For produktforbedring har vi også et feedback-system til kunder.
Q. XYMA Analytics leverer også IIoT-forbindelse og dataanalyse. Hvilke trådløse løsninger og IoT-platforme bruger du?
XYMA-IoT (XIoT) -produkter er i øjeblikket low-power Long Range wide-area netværksteknologi (LoRaWan) udover MQTT som standardkommunikationsprotokoller med kantcomputering og visualisering for at automatisere og optimere procesflowet gennem kantudviklede selvindstillingsalgoritmer. Til anvendelse af disse protokollestandarder bruges IoT-platforme som Arduino, hindbær pi, Semtech (LoRa) og AI-tænkere sammen med gensidig grænseflade med to eller flere platforme (Arduino og Python-grænseflade) til dataanalyse og overførsel er blevet implementeret. Andre optimeringsteknikker såsom HART-protokol og Modbus bruges til andre industrielle krav. Disse end-to-end trådløse kommunikationsløsninger er blevet brugt til at forbedre forbindelsen i den nuværende tilstand eller som en integreret del af proprietære løsninger til forskellige industrielle applikationer.
Spørgsmål: Hvem drager fordel af disse ultralydsbølgelederfølere, og hvordan? Kan du give os et eksempel / case study?
En bred vifte af industrier, herunder (a) fremstillingsindustrier, der involverer metaller, ovneovne osv. (B) procesindustrier såsom raffinaderier, kemiske industrier, gødningsindustrier for at forbedre levetiden for højtemperaturkomponenterne samt effektivitet og robusthed af industrierne. (c) For industrier såsom hurtigavlsreaktor, hvor billeddannelse og målinger under det flydende metal er en udfordring (d) Temperaturstyrede lagerindustrier. (e) Polymerindustrier til hærdningsovervågning inklusive rumfart, komposit osv.
Der er bestemt ganske få tilfælde, hvor vores sensorer hjalp procesindustrien med at optimere deres effektivitet og identificere hærdningen af deres produkt. For eksempel er kontinuerlig temperaturhærdningsovervågning af komposit, der anvendes i flyindustrien, fortsat en udfordring. Vi har integreret vores bølgelederfølere under fremstillingen af kompositterne og overvåget kontinuerligt, indtil hærdningen er afsluttet. Ved hjælp af temperatur- og hærdningsdata fra vores sensor kan producenterne øge produktets levetid og proceseffektivitet til 50-70%.
Et andet eksempel på denne revolutionerende teknologi, der hjalp til med at forhindre produktsvigt hos den førende fremstillingsindustri, er ved at måle den distribuerede temperatur i ovnen under dens proces. Distribueret temperaturmåling er vanskelig ved hjælp af konventionelle termoelementer på grund af deres evne til at måle en enkeltpunktsmåling modstå fjendtlige miljøstørrelsesbegrænsninger. Vores bølgelederføler kan udføre målinger ved at opretholde sensorregionen i et fjendtligt miljø og betjene den fra et fjerntliggende sted, og bølgelederføler kan også foretage distribuerede temperaturmålinger flere steder. Geometri-begrænsningen (1,5 mm slot) til at indsætte flere termoelementer adresseres også ved hjælp af en enkelt bølgeleder (1 mm) med flere sensorer.
Sp. Hvem er de andre aktører i branchen, bortset fra XYMA Analytics, der leverer løsninger ved hjælp af Ultrasonic Waveguide-sensorer?
Efter vores viden er XYMA den eneste industri, der leverer guidede bølgebaserede bølgelederfølingsteknikker til procesmålinger i brancher. Der er veletablerede industrier som ABB, Honeywell, Omega og Emerson, der er involveret i procesmålingsbranchen, men IIoT aktiverede bølgelederføling med dataanalyse for at gøre XYMA forskellig fra de eksisterende aktører på markedet med hensyn til teknologi og løsninger, der leveres. Hovedfordelen ved bølgelederfølere er robuste og har et mindre fodaftryk, der er i stand til multi-point og multi-parameter sensing over et bredt temperaturområde.
Sp. Hvordan ser du industrier i Indien tilpasse IIoT? Hvad er forhindringerne?
I de sidste årtier har IoT transformeret sig fra at være ' tingenes internet' til ' tingenes intelligens'. I industrier bruges IoT til at maksimere effektiviteten til at opgradere sundheds- og sikkerhedsforhold, reducere nedetid og også levere et tilpasset produkt. Den største forhindring med hensyn til IoT er mindre opmærksomhed blandt industrier i Indien om dets anvendelse og intelligens, der kan hjælpe med at forbedre driftseffektiviteten for brancher generelt ved at hjælpe dem med at forbedre overvågningen og øge sikkerheden og nøjagtigheden.
Den største udfordring i indiske industrier er datalagrings- og ejerskabsproblemer, konflikt i standarder efterfulgt af hver branche, datasikkerhedsspørgsmål, mangel på dygtige mennesker i anlægget og begrænsning til internettet inde i anlægget, adgang og integration af IoT til deres dashboard, etc.
At tage innovation fra laboratorium til industri er ikke et let job for enhver opstart. Produktet skal være robust, certificeret og pålideligt med høj nøjagtighed. Dette er nogle af de største udfordringer i den indiske industri.
Q. Fortæl os om dit team og din arbejdsplads
XYMA har et stærkt talentfuldt team af unge ingeniører med både industriel og forskningserfaring fra fremtrædende institutioner som IIT'er, NIT'er, CSIR-laboratorier og MNC'er osv. Denne gruppe af unge forskere hjælper XYMA med at udvikle sine oprindelige produkter, som er konkurrencedygtige og robuste nok til at konkurrere med store brancheaktører.
Desuden er mine medstiftere Prof. Krishnan Balasubramanian og Prof. Prabhu Rajagopal pionerer inden for ultralyd og NDE. De har guidet, motiveret og mentoreret mig med at gøre XYMA til en realitet og bruge XIoT til at tackle industrielle problemer. Prof. Krishnan Balasubramanian er i øjeblikket leder af Center for Ikke-Destruktiv Evaluering (CNDE) og formandsprofessor ved Institut for Mekanik, Indian Institute of Technology Madras. Han har været involveret i området for ikke-destruktiv evaluering i mere end 30 år med applikationer inden for områderne vedligeholdelse, kvalitetssikring, fremstilling og design. Han har mere end 300 tekniske publikationer. Hans interesseområder omfatter ikke-destruktiv evaluering, intelligent fremstilling og overvågning i processen, strukturel sundhedsovervågning og anvendt dataanalyse.Prof. Prabhu Rajagopal har været involveret i feltet af ikke-destruktiv evaluering i tæt på 20 år. Han har ekspertise inden for høj temperatur transducere og funktionsstyret ultralyd. Hans interesseområder inkluderer funktionsstyrede bølger (FGW'er), metamateriale linser, den bølgelederbaserede sensor til tilstands- / kurovervågning og NDE ved hjælp af robotteknologi.
IIT madras inkubation celle økosystem understøttede os på en sådan måde, at vi kunne starte lige ud af laboratoriet. Vi bruger førsteklasses faciliteter til at opbygge og teste dine produkter. IIT-M hjalp XYMA med at tage produktet til branchen, hvilket tager dig en kilometer foran.
Spørgsmål: Hvad er de fremtidige planer for XYMA Analytics, og hvordan ser du markedet?
Indien er en lille del af det globale marked, hvor vi i øjeblikket har implementeret vores produkter. Vores ekspansion vil også indebære samarbejde med forskningscentre og universiteter over hele kloden for at styrke F&U på vores fremtidige AI-baserede XIoT-sensorer til procesoptimering. Dette hjælper med at udføre intelligent aktivovervågning for at udføre risikovurdering og estimeret levetidsprognose for forbedring af sikkerhed og effektivitet er i kernebrancherne. XYMA er fokuseret på at implementere vores avancerede patenterede løsninger til globale olie- og gasmarkeder, fremstillingsindustrier og tage indfødte kerneteknologier bygget i Indien til resten af verden.