Підйом Інтернету речей (IoT) вивів еволюцію сенсорів на зовсім інший рівень. Датчики є невід’ємною частиною будь-якої інженерної компанії, яка працює на платформі IoT. Різні галузі та організації використовують різні типи датчиків IoT, такі як датчики температури, датчики відстані, датчики якості води тощо відповідно до їх вимог. Заснована в 2019 році, XYMA Analytics пропонує повну платформу аналітики на основі промислової IoT для забезпечення розумного моніторингу процесів.
Основна ідея, яка переконала команду кваліфікованих інженерів створити компанію, - використання передових ультразвукових хвилеводних датчиків для найсуворіших умов. Сьогодні компанія може похвалитися створенням інтелектуальних датчиків для підвищення ефективності роботи та пропонування не лише вимірювань. Цікаво дізнавшись більше про компанію, команду, стиль роботи, рішення проблем та майбутні плани, ми задали доктору Нішант Раджі кілька запитань. Читайте далі, щоб знати, що він має сказати!
Доктор Нішант Раджа є головним виконавчим директором XYMA Analytics - компанії, що інкубує ІТ Мадрас, та відділення Центру неруйнівних оцінок. Він був старшим науковим співробітником у Науково-дослідному інституті контролю рідин, м. Палаккад, штат Керала, а пізніше приєднався до посади керівника проекту в Центрі неруйнівних оцінок (CNDE) - МІТ Мадрас і здобув ступінь доктора філософії. від Університету Анни. Він також працював над декількома галузевими проектами в галузі вимірювання температури та витрати на основі ультразвукових хвилеводів і має багатий промисловий досвід.
З: Що надихнуло вас на запуск XYMA Analytics? Які проблеми вирішує компанія?
Аналіз XYMA є результатом глибокого інтересу з боку галузей нафтогазового, виробничого та аерокосмічного секторів. Під час мого дослідницького періоду в Центрі для НДЕ я брав участь у розробці керованих на основі хвиль ультразвукових хвилеводних датчиків для небезпечних / ворожих середовищ у переробній промисловості; завдання полягало у вирішенні їх больових точок. Вимірювання параметрів процесу є життєво важливим у переробній та обробній галузях промисловості, де наша технологія зондування на основі хвилеводів допомогла їм у розподіленому вимірюванні у ворожих і важкодоступних регіонах. Ми спостерігали, що в галузях існує величезний попит на сенсорні технології. Це був момент, коли ми вирішили включити XYMA Analytics як стартап, який може запропонувати сенсорні рішення для галузейпідвищити ефективність їхніх процесів та покращити термін служби продукції.
XYMA Analytics вирішує проблеми із звичайними датчиками технологічних процесів завдяки новій датчиковій технології ультразвукового хвилеводу, яка допомагає галузям постійно контролювати параметри своїх процесів за допомогою Industrial IoT, бачачи демократизувати ефективність процесів на основі датчиків для галузей, а також забезпечувати розподіл по всій рослині і одночасні рішення зондування для прийняття рішень на основі даних. Це важко із використанням звичайних рішень зондування.
В даний час цей датчик проходить польові випробування в декількох промислових застосуваннях, включаючи контроль температури сорочки охолоджувальної форми під час процесу виробництва сталі, а також для вимірювання температури стінок печі в нафтохімічному процесі, у виробництві скла.
Q. Розкажіть про свої “Ультразвукові хвилеводні датчики”, яка технологія лежить в основі?
Датчик ультразвукового хвилеводу може мати різний переріз, такий як дріт, стрижень, смуга, що вибираються на основі доступу для хвилеводу, різних матеріалів або металів, або кераміки, і може бути налаштований для різних застосувань вимірювань, включаючи регулювання спеціального розподілу датчиків.
Принцип полягає в тому, що ультразвукова хвиля збуджується і рухається разом з товщиною хвилеводу. Відстежуючи взаємодію поширюваних ультразвукових хвиль із навмисно спроектованими геометричними розривами (вигини, виїмки тощо) та відстежуючи зсув часу та частоти, затухання, зміни амплітуди відбитого ультразвукового сигналу від належного відстані відображає (вигини, виїмки тощо) витягується локалізована інформація про навколишнє середовище (наприклад, температура).
Загалом, ультразвукові хвилеводні датчики вимірюють зміни швидкості хвилеводу через зміни властивостей матеріалу (α, E, G та ρ), що виникають внаслідок змін навколишнього середовища, таких як температура, вологість тощо. Зміна часу політ, зміна швидкості, фазовий зсув ультразвукових хвиль порівняно з сигналами кімнатної температури, допомагають виміряти зміни температури та інші властивості (реологія) в навколишніх середовищах.
З. Наскільки датчики ультразвукових хвилеводів вигідніші за звичайні датчики?
Багато промислових процесів працюють при дуже високих температурах. Наприклад, для переробки сирої нафти та виробництва електроенергії необхідні рівні температури, що перевищують кілька сотень градусів Цельсія. Звичайні датчики, такі як термопари, RTD та датчики рівня, мають проблеми з точністю через дрейф датчика під час їх тривалої роботи.
Термопари, зокрема, при використанні при підвищених температурах у агресивному середовищі схильні до механічних руйнувань переходу. Крім того, термопари можуть забезпечувати місцеву температуру лише в одній області, що цікавить. Тоді як ультразвукові хвилеводні датчики є більш надійними, оскільки ми використовуємо той самий матеріал дротових термоелементів (наприклад: Kanthal, Chromel, нержавіюча сталь тощо), який використовується як наш хвилевід, і він не має жодного переходу, щоб вийти з ладу. Крім того, цей датчик має менший розмір і може бути розроблений для різних конфігурацій, таких як гвинтові, спіральні, множинні вигини тощо. Використання декількох датчиків в одному хвилеводі для розподіленого зондування в широкому діапазоні температур (30 ° C -1400 ° C) та багаторазового вимірювання параметрів (наприклад, рівень, температура та реологія) використання одного хвилеводного датчика надають перевагу нашим ультразвуковим хвилеводним датчикам у порівнянні зі звичайними датчиками.
Хвилеводи направляють ультразвукову хвилю від електроніки датчика до цікавої області вимірювання, одночасно утримуючи електроніку датчика (перетворювач) подалі від ворожих та віддалених важкодоступних середовищ, як показано нижче.
Крім того, запропонований датчик хвилеводу дуже надійний і може адаптуватися до складних промислових середовищ для більш універсальних та надлишкових вимірювань температури, реології та рівня рідини в критичних кожухах. Розподілене вимірювання температури є складним із використанням звичайних термопар через їх здатність вимірювати одноточкове вимірювання, витримуючи обмеження розміру ворожої середовища. Волноводний датчик на основі керованої хвилі забезпечує надійне, стабільне та економічно вигідне рішення для інтерфейсу / точних вимірювань процесу.
З. Чи може один датчик вимірювати кілька параметрів, таких як температура, в’язкість, щільність тощо? Як це можливо?
Під час мого дослідження ми заснували основні режими керованих хвиль Поздовжній L (0,1), Торсіонний T (0,1) та Згинальний (1,1) можуть одночасно передаватися / прийматися за допомогою одного датчика хвилеводу, де кожен хвильовий режим рухається з різною швидкістю і чутливий до різних переміщень / властивостей.
Наприклад, режим поздовжньої хвилі (Чутливий до осьового зміщення) може бути використаний для вимірювання температури, Режим крутильної хвилі (Чутливий до кутового зміщення) може бути використаний для вимірювання реології (В'язкість / Щільність / Температура) та Режим хвильового вигину(Чутливий до зміщення поза площиною) можна використовувати для вимірювання рівня. Відстежуючи зміну затухання та фазового зсуву та зсуву частоти цих хвильових режимів (поздовжнього, згинального та крутильного), ми можемо контролювати властивості навколишнього середовища. Ця запатентована технологія випробувана в промислових умовах для одночасного вимірювання температури та в'язкості смол при високих температурах за допомогою одного волноводного датчика. Ці хвилеводи можуть бути спеціально розроблені для конкретного застосування в промисловості, а також можуть бути розроблені в різних перерізах.
З. Який тип датчиків пропонує XYMA для важкої та переробної промисловості?
XYMA Analytics розробляє нові платформи сенсорних технологій для промислового IoT з баченням демократизації ефективності сенсорних процесів для галузей, а також забезпечує розподілені та одночасні сенсорні рішення для прийняття рішень на основі даних. Наші запатентовані технологічні продукти, PoRTS (портативні датчики реології та температури) та uTMS (багатоточкова система вимірювання температури) зосереджуються на підвищенні продуктивності промисловості за рахунок підвищення ефективності процесу та зменшення можливостей ручних помилок та збільшення терміну служби виробу.
З. Чи всі рішення датчиків виготовляються самою компанією XYMA Analytics? Розкажіть нам про ваш процес виробництва та ланцюжка поставок
Датчики XYMA налаштовані та розроблені власноруч для широкого діапазону температур. Ми розробляємо хвилеводний датчик, виходячи з їх температурного діапазону та середовища, де потрібне зондування. Крім того, вибір матеріалу хвилеводу, розмір, довжина та кількість призначених датчиків головним чином залежить від передумов замовника та середовища застосування.
У нас є сучасний виробничий завод, і незабаром ми плануємо розширити наші поточні можливості досліджень та розробок / калібрування, щоб задовольнити всі вимоги клієнтів щодо тестування. Ми завжди підтримуємо максимум QHSE (Якість, здоров'я, безпека та навколишнє середовище) під час виготовлення, монтажу та післяпродажного обслуговування за допомогою повністю відданих молодих інженерів. На кожному етапі нашого процесу ланцюжка поставок ми чітко визначили KPI (ключові показники ефективності), щоб забезпечити процес, який відповідає нашим основним цінностям. Оскільки технологія розробляється командою XYMA, ми розробили наші основні дані для всіх організацій, щоб забезпечити надійність наших продуктів. Ми завжди гарантуємо задоволення всіх вимог щодо якості клієнта. Всі наші постачальники проходять процедуру технічної оцінки для забезпечення надійності та якості поставлених товарів.Для вдосконалення продукту ми також маємо систему зворотного зв'язку з клієнтами.
З. XYMA Analytics також забезпечує IIoT Connectivity та Data Analytics. Які бездротові рішення та платформи IoT ви використовуєте?
Продукти XYMA-IoT (XIoT) в даний час є малопотужними широкосмуговими широкосмуговими мережевими технологіями (LoRaWan), крім MQTT, як стандартні комунікаційні протоколи з крайовими обчисленнями та візуалізацією, для автоматизації та оптимізації потоку процесів за допомогою алгоритмів самонастройки краю. Для застосування цих стандартних протоколів використовуються IoT-платформи, такі як Arduino, raspberry pi, Semtech (LoRa) та AI-мислителі, а також взаємодію з двома або більше платформами (Arduino та Python) для аналізу та передачі даних. Інші методи оптимізації, такі як протокол HART та Modbus, використовуються для інших промислових вимог. Ці наскрізні рішення бездротового зв'язку були використані для покращення зв'язку в сучасному стані або як інтегрована частина власних рішень для різних промислових застосувань.
З: На кого зараз користуються ці ультразвукові хвилеводні датчики і як? Чи можете ви дати нам приклад / тематичне дослідження?
Широкий спектр галузей, включаючи (a) Виробничі галузі, що включають метали, печі та ін. (B) Переробні галузі, такі як нафтопереробні заводи, хімічна промисловість, промисловість добрив для поліпшення терміну служби високотемпературних компонентів, а також ефективності та міцності галузей. (c) Для таких галузей, як реактор швидкого розведення, де візуалізація та вимірювання в рідкому металі є проблемою (d) Галузі зберігання з контролем температури. (e) Полімерні галузі для контролю затвердіння, включаючи аерокосмічну, композитну тощо.
Безумовно, є досить багато випадків, коли наші датчики допомагали переробній промисловості оптимізувати свою ефективність та визначати затвердіння свого продукту. Наприклад, постійний контроль температурного затвердіння композиту, що використовується в авіаційній промисловості, залишається проблемою. Ми вбудовували свої хвилеводні датчики під час виготовлення композитів і постійно контролювали їх до завершення затвердіння. Використовуючи дані про температуру та затвердіння, надані нашим датчиком, виробники можуть збільшити термін служби виробу та ефективність процесу до 50–70%.
Іншим прикладом цієї революційної технології, яка допомогла запобігти виходу з ладу провідної промислової галузі, є вимірювання температури розподіленої печі під час її процесу. Розподілене вимірювання температури є складним із використанням звичайних термопар через їх здатність вимірювати одноточкове вимірювання, витримуючи обмеження розміру ворожої середовища. Наш хвилеводний датчик може проводити вимірювання, підтримуючи область датчика у ворожому середовищі та керуючи нею з віддаленого місця, а також хвилеводні датчики можуть здійснювати розподілені вимірювання температури в різних місцях. Обмеження геометрії (проріз 1,5 мм) для вставки декількох термопар також вирішується за допомогою єдиного хвилеводу (1 мм) з декількома датчиками.
З. Хто крім XYMA Analytics, хто ще гравці в галузі, які пропонують рішення із використанням ультразвукових датчиків хвилеводу?
Наскільки нам відомо, XYMA - це єдина галузь, яка забезпечує керовані на основі хвильових методів зондування хвиль для вимірювання процесів у галузях. Існують добре налагоджені галузі, такі як ABB, Honeywell, Omega та Emerson, які беруть участь у бізнесі вимірювання процесів, але IIoT дозволив зондування хвилеводів за допомогою аналітики даних, щоб зробити XYMA відмінним від існуючих гравців на ринку з точки зору технологій та рішень, що надаються. Ключовою перевагою хвилеводних датчиків є надійність та менший розмір, здатний здійснювати багатоточкове та багатопараметричне зондування в широкому діапазоні температур.
З. Як ви бачите галузі в Індії, що адаптують IIoT? Які перешкоди?
За останні десятиліття IoT перетворився із "Інтернету речей" у "Інтелект речей". В галузях IoT використовується для максимізації ефективності покращення умов охорони праці та безпеки, скорочення простоїв, а також для створення індивідуального продукту. Основною перешкодою щодо IoT є менша обізнаність серед галузей промисловості Індії про її використання та інтелектуальність, які можуть допомогти підвищити операційну ефективність для галузей загалом, допомагаючи їм посилити моніторинг та підвищити безпеку та точність.
Головною проблемою в індійських галузях є питання зберігання даних та власності, конфлікт у стандартах, за якими слідує кожна галузь, проблеми безпеки даних, відсутність кваліфікованих людей на заводі та обмеження доступу до Інтернету всередині заводу, доступ та інтеграція IoT до їх інформаційної панелі, тощо
Передача інновацій від лабораторії до галузі - це непроста робота для будь-якого стартапу. Виріб повинен бути надійним, сертифікованим та надійним з високою точністю. Це одні з основних викликів в індійській промисловості.
З. Розкажіть про свою команду та робоче місце
XYMA має потужну талановиту команду молодих інженерів, що мають досвід як у галузі промисловості, так і в наукових дослідженнях від таких видатних установ, як IIT, NIT, лабораторії CSIR та MNC тощо. Ця група молодих вчених допомагає XYMA розробляти свої корінні продукти, які є конкурентоспроможними та достатньо міцними, щоб конкурувати з великими гравцями галузі.
Більше того, мої співзасновники, професор Кришнан Баласубраманян та професор Прабху Раджагопал, є піонерами в галузі ультразвуку та НДЕ. Вони направляли, мотивували та навчали мене у втіленні XYMA в реальність та використанні XIoT для вирішення промислових проблем. Професор Крішнан Баласубраманян в даний час є керівником Центру оцінки неруйнівних руйнувань (CNDE) та професором кафедри машинобудування Індійського технологічного інституту в Мадрасі. Більше 30 років він бере участь у сфері неруйнівних оцінок, застосовуючи сфери технічного обслуговування, забезпечення якості, виробництва та проектування. Має понад 300 технічних публікацій. Сфера його інтересів включає неруйнівну оцінку, інтелектуальне виробництво та моніторинг в процесі, моніторинг структурного стану здоров’я та прикладний аналіз даних.Професор Прабху Раджагопал бере участь у сфері неруйнівного оцінювання близько 20 років. Він має досвід роботи з високотемпературними перетворювачами та ультразвуком, керованим функціями. Його сфери інтересів включають керовані функціями хвилі (FGW), лінзи з метаматеріалів, датчик на основі хвилеводу для моніторингу стану / затвердіння та NDE за допомогою робототехніки.
Екосистема клітин для інкубації мадрасів IIT підтримала нас таким чином, що ми могли почати прямо з лабораторії. Ми використовуємо найкращі у своєму класі засоби для створення та тестування вашої продукції. IIT-M допоміг XYMA вивести продукт у галузь, що забере вас на милю вперед.
З. Які подальші плани щодо XYMA Analytics і як Ви бачите ринок?
Індія - це невелика частина світового ринку, де ми зараз розмістили свою продукцію. Наше розширення також включатиме співпрацю з дослідницькими центрами та університетами по всьому світу для посилення досліджень та розробок наших майбутніх датчиків XIoT на основі штучного інтелекту для оптимізації процесів. Це допомагає проводити інтелектуальний моніторинг активів для оцінки ризику та прогнозованого прогнозу життя для підвищення безпеки та ефективності в основних галузях. XYMA орієнтована на впровадження наших запатентованих високотехнологічних рішень на світових ринках нафти та газу, виробничих галузях та перенесення корінних основних технологій, побудованих в Індії, до решти світу.