De opkomst van Internet of Things (IoT) heeft de evolutie van sensoren naar een heel ander niveau gebracht. Sensoren zijn een integraal onderdeel van elk engineeringbedrijf dat op het IoT-platform werkt. Verschillende industrieën en organisaties gebruiken verschillende soorten IoT-sensoren zoals temperatuursensoren, naderingssensoren, waterkwaliteitssensoren, enz. Volgens hun vereisten. XYMA Analytics, opgericht in 2019, biedt een compleet industrieel IoT-gebaseerd analyseplatform voor slimme procesbewaking.
Het gebruik van geavanceerde ultrasone golfgeleidersensoren voor de meest veeleisende omgevingen was het belangrijkste idee dat het team van goed gekwalificeerde ingenieurs overhaalde om een bedrijf te starten. Tegenwoordig is het bedrijf trots op het bouwen van slimme sensoren om de operationele efficiëntie te verbeteren en meer te bieden dan alleen metingen. Benieuwd naar het bedrijf, het team, de werkstijl, probleemoplossingen en toekomstplannen, stelden we Dr. Nishanth Raja een paar vragen. Lees verder om te weten wat hij te zeggen heeft!
Dr. Nishanth Raja is de Chief Executive Officer van XYMA Analytics - een IIT Madras-geïncubeerd bedrijf en een spin-out van het Centrum voor niet-destructieve evaluatie. Hij was Senior Research Fellow bij Fluid Control Research Institute, Palakkad in Kerala en trad later toe als projectmedewerker bij Center for Non-Destructive Evaluation (CNDE) - IIT Madras en behaalde zijn Ph.D. van Anna University. Hij heeft ook gewerkt aan verschillende industriegerelateerde projecten op het gebied van op ultrasone golfgeleider gebaseerde temperatuur- en debietmetingen en heeft een rijke industriële ervaring.
V. Wat inspireerde u om XYMA Analytics te starten? Welke problemen wil het bedrijf oplossen?
XYMA Analytics is het resultaat van de grote interesse van industrieën in de olie- en gas-, productie- en ruimtevaartsector. Tijdens mijn onderzoeksperiode bij Center for NDE was ik betrokken bij de ontwikkeling van op geleide golf gebaseerde ultrasone golfgeleidersensoren voor gevaarlijke / vijandige omgevingen in procesindustrieën; de uitdaging was om hun pijnpunten op te lossen. Het meten van de procesparameters is van vitaal belang in de verwerkings- en productie-industrie waar onze op golfgeleider gebaseerde sensortechnologie hen hielp bij het op een gedistribueerde manier meten in vijandige en ontoegankelijke gebieden. We hebben vastgesteld dat er in de industrie een enorme vraag is naar sensortechnologieën. Dat was het punt waarop we besloten om XYMA Analytics op te nemen als een start-up die detectieoplossingen zou kunnen bieden aan industrieënom hun procesefficiency te verbeteren en hun productlevensduur te verbeteren.
XYMA Analytics pakt problemen aan met conventionele processensoren met zijn nieuwe, op ultrasone golfgeleider gebaseerde sensortechnologie die de industrie helpt om hun procesparameters continu te bewaken met Industrial IoT met een visie om de op sensoren gebaseerde procesefficiëntie voor industrieën te democratiseren en ook fabrieksbrede en gelijktijdige detectieoplossingen voor datagestuurde besluitvorming. Dit is moeilijk met conventionele detectieoplossingen.
Deze sensor is momenteel in veldproeven in verschillende industriële toepassingen, waaronder temperatuurbewaking van de koelmantel van de matrijs tijdens het staalproductieproces en voor het meten van de temperatuur van de ovenwand in het petrochemische proces, de glasindustrie.
V. Vertel ons over uw "Ultrasone Waveguide Sensors", wat is de technologie erachter?
De ultrasone golfgeleidersensor kan verschillende doorsneden hebben, zoals draad, staaf, strip, selecteerbaar op basis van de toegang voor de golfgeleider, verschillende materialen, metalen of keramiek, en kan worden geconfigureerd voor verschillende meettoepassingen, inclusief aanpassing van de speciale distributie van de sensoren.
Het principe is dat een ultrasone golf wordt opgewekt en meebeweegt met de dikte van de golfgeleider. Door de interactie te volgen van de zich voortplantende ultrasone golven met opzettelijk ontworpen geometrische discontinuïteiten (bochten, inkepingen, enzovoort) en door de verschuiving in vliegtijd en frequentie te volgen, verzwakking, verandering in amplitude van het gereflecteerde ultrasone signaal vanuit een geschikte tussenruimte reflectoren (bochten, inkepingen, enzovoort) de gelokaliseerde informatie over het omringende medium wordt geëxtraheerd (bijvoorbeeld temperatuur).
In het algemeen meten ultrasone golfgeleidersensoren veranderingen in golfgeleidersnelheid als gevolg van variaties in de materiaaleigenschappen (α, E, G en ρ) die voortkomen uit veranderingen in het omringende medium, zoals temperatuur, vochtigheid, enz. vlucht, verandering in snelheid, faseverschuiving van de ultrasone golven in vergelijking met signalen bij kamertemperatuur, helpen om de veranderingen in temperatuur en andere eigenschappen (reologie) in de omringende media te meten.
V. Hoe zijn ultrasone golfgeleidersensoren voordelig ten opzichte van conventionele sensoren?
Veel industriële processen werken bij zeer hoge temperaturen. Voor het raffineren van ruwe olie en het opwekken van elektriciteit zijn bijvoorbeeld temperatuurniveaus nodig die enkele honderden graden Celsius overschrijden. Conventionele sensoren zoals thermokoppels, RTD- en niveausensoren hebben problemen met de nauwkeurigheid vanwege sensorafwijkingen tijdens hun langdurige werking.
Met name thermokoppels zijn bij gebruik bij hoge temperaturen in vijandige omgevingen vatbaar voor mechanisch falen van de junctie. Thermokoppels kunnen ook alleen lokale temperatuur leveren in een enkel interessant gebied. Terwijl de ultrasone golfgeleidersensoren robuuster zijn omdat we hetzelfde thermokoppeldraadmateriaal gebruiken (bijvoorbeeld: Kanthal, Chromel, roestvrij staal, enz.) Als onze golfgeleider wordt gebruikt en het geen knooppunt heeft om te falen. Bovendien heeft deze sensor een kleinere voetafdruk en kan worden ontworpen voor verschillende configuraties, zoals spiraalvormig, spiraalvormig, meervoudig gebogen, enz. Het gebruik van meerdere sensoren in dezelfde golfgeleider voor gedistribueerde detectie over een breed temperatuurbereik (30 ° C -1400 ° C) en meerdere parametermetingen (bijv.: niveau, temperatuur en reologie) van het gebruik van een enkele golfgeleidersensor bieden een voordeel voor onze ultrasone golfgeleidersensoren in vergelijking met conventionele sensoren.
De golfgeleiders geleiden de ultrasone golf van de sensorelektronica naar het meetgebied van belang, terwijl ze de sensorelektronica (transducer) veilig weghouden van de vijandige en afgelegen ontoegankelijke omgevingen, zoals hieronder weergegeven.
De voorgestelde golfgeleidersensor is ook zeer robuust en kan worden aangepast aan complexe industriële omgevingen voor meer veelzijdige en redundante metingen van temperatuur, reologie en vloeistofniveau in kritische behuizingen. Gedistribueerde temperatuurmeting is moeilijk met conventionele thermokoppels vanwege hun vermogen om een meting op één punt te meten, bestand zijn tegen de beperkingen van de vijandige omgeving. De op Guided Wave gebaseerde golfgeleidersensor biedt een betrouwbare, stabiele en kosteneffectieve oplossing voor interface / nauwkeurige procesmetingen.
V. Kan een enkele sensor meerdere parameters meten, zoals temperatuur, viscositeit, dichtheid, enz.? Hoe wordt het mogelijk gemaakt?
Tijdens mijn onderzoek hebben we de fundamentele geleide golfmodi opgericht. Longitudinaal L (0,1), Torsioneel T (0,1) en Buigzaam (1,1) kunnen gelijktijdig worden verzonden / ontvangen met behulp van een enkele golfgeleidersensor waarbij elke golfmodus beweegt met een andere snelheid en gevoelig voor verschillende verplaatsingen / eigenschappen.
De longitudinale golfmodus (gevoelig voor axiale verplaatsing) kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor temperatuurmeting, torsiegolfmodus (gevoelig voor hoekverplaatsing) kan worden gebruikt voor reologiemeting (viscositeit / dichtheid / temperatuur) en buiggolfmodus(Gevoelig voor verplaatsing buiten het vlak) kan worden gebruikt voor niveaumeting. Door de verandering in verzwakking en faseverschuiving en frequentieverschuiving van deze golfmodi (longitudinaal, buigzaam en torsie) te volgen, kunnen we de eigenschappen van het omringende medium volgen. Deze gepatenteerde technologie is getest in een industriële omgeving om gelijktijdig de temperatuur en viscositeit van harsen bij hoge temperaturen te meten met behulp van een enkele golfgeleidersensor. Deze golfgeleiders kunnen op maat worden ontworpen voor een specifieke toepassing in de industrie en kunnen ook in verschillende doorsneden worden ontworpen.
V. Welk type sensoren biedt XYMA aan voor zware industrieën en procesindustrieën?
XYMA Analytics ontwikkelt nieuwe op sensortechnologie gebaseerde platforms voor industriële IoT met een visie om op sensoren gebaseerde procesefficiëntie voor industrieën te democratiseren en ook fabrieksbrede gedistribueerde en gelijktijdige detectieoplossingen te bieden voor datagestuurde besluitvorming. Onze gepatenteerde technologieproducten, PoRTS (Portable Rheology and Temperature Sensors) en uTMS (Multi-point Temperature Measuring System) zijn gericht op het verhogen van de productiviteit van industrieën door de procesefficiëntie te verhogen en de kans op handmatige fouten te verminderen en de levensduur van het product te verlengen.
V. Worden alle sensoroplossingen vervaardigd door XYMA Analytics zelf? Vertel ons over uw productie- en supply chain-proces
XYMA-sensoren zijn op maat gemaakt en intern ontworpen voor een breed temperatuurbereik. We ontwikkelen een golfgeleidersensor op basis van hun temperatuurbereik en de omgeving waar de detectie vereist is. Ook hangt de selectie van golfgeleidermateriaal, grootte, lengte en het aantal ontworpen sensoren voornamelijk af van de vereisten van de klant en de toepassingsomgeving.
We hebben een ultramoderne productiefaciliteit en binnenkort zijn we van plan om onze huidige R & D / kalibratiefaciliteiten uit te breiden om aan alle testvereisten van klanten te voldoen. We handhaven altijd de maximale QHSE-waarden (kwaliteit, gezondheid, veiligheid en milieu) tijdens productie, installatie en after-sales service met de hulp van volledig toegewijde jonge ingenieurs. In elke fase van ons supply chain-proces hebben we goed gedefinieerde KPI's (Key Performance Indicators) om ervoor te zorgen dat het proces overeenkomt met onze kernwaarden. Omdat de technologie is voortgekomen uit het XYMA-team, hebben we onze stamgegevens voor alle entiteiten ontwikkeld om de betrouwbaarheid van onze producten te garanderen. We zorgen er altijd voor dat we ook aan alle kwaliteitseisen van de klant voldoen. Al onze leveranciers ondergaan een technisch evaluatieproces om de betrouwbaarheid en kwaliteit van de geleverde artikelen te waarborgen.Voor productverbetering hebben we ook een klantenfeedbacksysteem.
Q. XYMA Analytics biedt ook IIoT-connectiviteit en gegevensanalyse. Welke draadloze oplossingen en IoT-platforms gebruikt u?
XYMA-IoT (XIoT) -producten zijn momenteel low-power Long Range wide-area netwerktechnologie (LoRaWan) naast MQTT als standaard communicatieprotocollen met edge computing en visualisatie, om de processtroom te automatiseren en optimaliseren door middel van edge-geïmplementeerde zelfafstemmingsalgoritmen. Voor de toepassing van deze standaardprotocollen worden IoT-platforms zoals Arduino, Raspberry pi, Semtech (LoRa) en AI-denkers gebruikt, samen met wederzijdse interfacing met twee of meer platforms (Arduino en Python-interfacing) voor data-analyse en -overdracht. Andere optimalisatietechnieken zoals het HART-protocol en Modbus worden gebruikt voor andere industriële vereisten. Deze end-to-end draadloze communicatieoplossingen zijn gebruikt om de connectiviteit in de huidige toestand te verbeteren of als een geïntegreerd onderdeel van eigen oplossingen voor verschillende industriële toepassingen.
V. Wie profiteert er momenteel van deze ultrasone golfgeleidersensoren en hoe? Kunt u ons een voorbeeld / case study geven?
Een breed scala aan industrieën, waaronder (a) Verwerkende industrieën met metalen, ovenovens, enz. (B) Procesindustrieën zoals raffinaderijen, chemische industrieën, kunstmestindustrieën voor het verbeteren van de levensduur van de hoge-temperatuurcomponenten evenals de efficiëntie en robuustheid van de industrieën. (c) Voor industrieën zoals snelle kweekreactor waar beeldvorming en metingen onder het vloeibare metaal een uitdaging is. (d) Temperatuurgecontroleerde opslagindustrieën. (e) Polymeerindustrieën voor bewaking van uitharding, inclusief lucht- en ruimtevaart, composiet, enz.
Er zijn zeker nogal wat gevallen waarin onze sensoren de procesindustrie hebben geholpen hun efficiëntie te optimaliseren en de uitharding van hun product te identificeren. Het continu monitoren van temperatuuruitharding van composiet dat in de vliegtuigindustrie wordt gebruikt, blijft bijvoorbeeld een uitdaging. We hebben onze golfgeleidersensoren ingebed tijdens de fabricage van de composieten en continu gemonitord totdat de uitharding is voltooid. Met behulp van de temperatuur- en uithardingsgegevens die door onze sensor worden verstrekt, kunnen de fabrikanten de levensduur van het product en de procesefficiëntie verbeteren tot 50-70%.
Een ander voorbeeld van deze revolutionaire technologie die heeft bijgedragen aan het voorkomen van productstoringen van de toonaangevende maakindustrie, is door de verdeelde temperatuur van de oven tijdens het proces te meten. Gedistribueerde temperatuurmeting is moeilijk met conventionele thermokoppels vanwege hun vermogen om een meting op één punt te meten, bestand zijn tegen de beperkingen van de vijandige omgeving. Onze golfgeleidersensor kan metingen doen door het sensorgebied in een vijandige omgeving te houden en deze vanaf een externe locatie te bedienen, en ook golfgeleidersensoren kunnen gedistribueerde temperatuurmetingen uitvoeren op meerdere locaties. De geometriebeperking (sleuf van 1,5 mm) om meerdere thermokoppels in te voegen, wordt ook aangepakt door een enkele golfgeleider (1 mm) met meerdere sensoren te gebruiken.
V. Wie zijn, afgezien van XYMA Analytics, de andere spelers in de industrie die oplossingen bieden met behulp van ultrasone golfgeleidersensoren?
Voor zover wij weten, is XYMA de enige industrie die geleide golfgebaseerde golfgeleiderdetectietechnieken biedt voor procesmetingen in de industrieën. Er zijn gevestigde industrieën zoals ABB, Honeywell, Omega en Emerson die betrokken zijn bij procesmetingen, maar IIoT maakte waveguidedetectie met data-analyse mogelijk om XYMA anders te maken dan de bestaande spelers op de markt in termen van technologie en geboden oplossingen. Het belangrijkste voordeel van golfgeleidersensoren zijn robuust en hebben een kleinere footprint, geschikt voor meerpunts- en multiparameter-detectie over een breed temperatuurbereik.
V. Hoe ziet u dat industrieën in India IIoT aanpassen? Wat zijn de hindernissen?
In de afgelopen decennia heeft het IoT zichzelf getransformeerd van het 'Internet of Things' naar 'Intelligence of Things'. In industrieën wordt IoT gebruikt om de efficiëntie te maximaliseren om gezondheids- en veiligheidsomstandigheden te verbeteren, uitvaltijd te verminderen en ook een aangepast product te bieden. De belangrijkste hindernis met betrekking tot IoT is het verminderde bewustzijn onder industrieën in India over het gebruik en de intelligentie ervan die kunnen helpen bij het verbeteren van de operationele efficiëntie voor industrieën in het algemeen door hen te helpen de monitoring te verbeteren en de veiligheid en nauwkeurigheid te vergroten.
De belangrijkste uitdaging in Indiase industrieën zijn problemen met gegevensopslag en eigendom, conflicten in normen die door elke branche worden gevolgd, gegevensbeveiligingskwesties, gebrek aan bekwame mensen in de fabriek en beperking tot internet in de fabriek, toegang tot en integratie van IoT in hun dashboard, enzovoort.
Innovatie van laboratorium naar industrie brengen is voor geen enkele startup een gemakkelijke taak. Het product moet robuust, gecertificeerd en betrouwbaar zijn met een hoge nauwkeurigheid. Dit zijn enkele van de grootste uitdagingen in de Indiase industrie.
V. Vertel ons over uw team en werkplek
XYMA heeft een sterk getalenteerd team van jonge ingenieurs met zowel industriële als onderzoekservaring van vooraanstaande instellingen zoals IIT's, NIT's, CSIR-labs en MNC's, enz. Deze groep jonge wetenschappers helpt XYMA bij het ontwikkelen van zijn inheemse producten die concurrerend en robuust genoeg zijn om te concurreren met grote spelers in de industrie.
Bovendien zijn mijn medeoprichters Prof. Krishnan Balasubramanian en Prof. Prabhu Rajagopal pioniers op het gebied van Ultrasoon en BDE. Ze hebben me begeleid, gemotiveerd en begeleid bij het realiseren van XYMA en het gebruik van XIoT voor het aanpakken van industriële problemen. Prof. Krishnan Balasubramanian is momenteel het hoofd van het Center for Non-Destructive Evaluation (CNDE) en een Chair Professor bij de Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology Madras. Hij is al meer dan 30 jaar betrokken op het gebied van niet-destructieve evaluatie met toepassingen op het gebied van onderhoud, kwaliteitsborging, fabricage en ontwerp. Hij heeft meer dan 300 technische publicaties. Zijn interessegebieden zijn onder meer niet-destructieve evaluatie, intelligente fabricage en in-process monitoring, structurele gezondheidsmonitoring en toegepaste data-analyse.Prof. Prabhu Rajagopal is al bijna 20 jaar betrokken op het gebied van niet-destructieve evaluatie. Hij heeft expertise in transducers voor hoge temperaturen en feature-geleide ultrasone trillingen. Zijn interessegebieden zijn onder meer feature-geleide golven (FGW's), metamateriaallenzen, de op golfgeleiders gebaseerde sensor voor bewaking van conditie / uitharding en NDE met behulp van robotica.
Het incubatiecelecosysteem van IIT madras ondersteunde ons op zo'n manier dat we direct vanuit het lab konden beginnen. We gebruiken de beste faciliteiten om uw producten te bouwen en te testen. IIT-M hielp XYMA om het product naar de industrie te brengen, waarmee u een mijl vooruit gaat.
V. Wat zijn de toekomstplannen voor XYMA Analytics en hoe ziet u de markt?
India is een klein deel van de wereldmarkt waar we onze producten momenteel hebben ingezet. Onze uitbreiding omvat ook samenwerking met onderzoekscentra en universiteiten over de hele wereld om R&D te stimuleren op het gebied van onze toekomstige AI-gebaseerde XIoT-sensoren voor procesoptimalisatie. Dit helpt bij het uitvoeren van intelligente activummonitoring om risico-evaluatie uit te voeren en geschatte levensduurvoorspelling ter verbetering van de veiligheid en efficiëntie is de kernindustrieën. XYMA is gefocust om onze hoogwaardige gepatenteerde oplossingen in te zetten voor wereldwijde olie- en gasmarkten en productie-industrieën en om inheemse kerntechnologie gebouwd in India naar de rest van de wereld te brengen.