Der Aufstieg des Internet der Dinge (IoT) hat die Entwicklung der Sensoren auf ein völlig anderes Niveau gebracht. Sensoren sind ein wesentlicher Bestandteil jedes Ingenieurbüros, das auf der IoT-Plattform arbeitet. Verschiedene Branchen und Organisationen verwenden je nach Anforderung unterschiedliche Arten von IoT-Sensoren wie Temperatursensoren, Näherungssensoren, Wasserqualitätssensoren usw. XYMA Analytics wurde 2019 gegründet und bietet eine vollständige industrielle IoT-basierte Analyseplattform für eine intelligente Prozessüberwachung.
Die Verwendung fortschrittlicher Ultraschallwellenleitersensoren für die rauesten Umgebungen war die Hauptidee, die das Team gut qualifizierter Ingenieure davon überzeugte, ein Unternehmen zu gründen. Heute kann das Unternehmen intelligente Sensoren bauen, um die betriebliche Effizienz zu steigern und mehr als nur Messungen anzubieten. Neugierig, mehr über das Unternehmen, das Team, den Arbeitsstil, die Problemlösungen und die Zukunftspläne zu erfahren, stellten wir Dr. Nishanth Raja einige Fragen. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, was er zu sagen hat!
Dr. Nishanth Raja ist der Chief Executive Officer von XYMA Analytics - einem von IIT Madras gegründeten Unternehmen und einem Spin-out des Center for Non-Destructive Evaluation. Er war Senior Research Fellow am Forschungsinstitut für Flüssigkeitskontrolle in Palakkad in Kerala und trat später als Projektleiter im Zentrum für zerstörungsfreie Bewertung (CNDE) des IIT Madras bei und promovierte zum Dr. von der Anna University. Er hat auch an mehreren branchenbezogenen Projekten im Bereich der auf Ultraschallwellenleitern basierenden Temperatur- und Durchflussmessungen gearbeitet und verfügt über umfangreiche industrielle Erfahrung.
F. Was hat Sie dazu inspiriert, XYMA Analytics zu starten? Welche Probleme will das Unternehmen lösen?
XYMA Analytics ist das Ergebnis des großen Interesses der Branchen in den Bereichen Öl und Gas, Fertigung und Luft- und Raumfahrt. Während meiner Forschungszeit am Center for NDE war ich an der Entwicklung von geführten wellenbasierten Ultraschallwellenleitersensoren für gefährliche / feindliche Umgebungen in der Prozessindustrie beteiligt. Die Herausforderung bestand darin, ihre Schwachstellen zu lösen. Die Messung der Prozessparameter ist in der verarbeitenden und verarbeitenden Industrie von entscheidender Bedeutung, wo unsere wellenleiterbasierte Sensortechnologie ihnen dabei half, verteilte und unzugängliche Regionen in feindlichen und unzugänglichen Regionen zu messen. Wir haben festgestellt, dass in der Industrie eine große Nachfrage nach Sensortechnologien besteht. Zu diesem Zeitpunkt haben wir uns entschlossen, XYMA Analytics als Start-up zu integrieren, das der Industrie Sensorlösungen bieten könnteum ihre Prozesseffizienz zu verbessern und ihre Produktlebensdauer zu verbessern.
XYMA Analytics behebt Probleme mit herkömmlichen Prozesssensoren mit seiner neuartigen Ultraschall-Wellenleiter-basierten Sensortechnologie, mit deren Hilfe die Industrie ihre Prozessparameter mit Industrial IoT kontinuierlich überwachen kann, um die sensorgestützte Prozesseffizienz für die Industrie zu demokratisieren und auch anlagenweit zu verteilen und Concurrent-Sensing-Lösungen für datengesteuerte Entscheidungen. Dies ist bei Verwendung herkömmlicher Erfassungslösungen schwierig.
Dieser Sensor befindet sich derzeit in Feldversuchen in verschiedenen industriellen Anwendungen, einschließlich der Überwachung der Temperatur des Formkühlmantels während des Stahlherstellungsprozesses sowie zur Messung der Ofenwandtemperatur im petrochemischen Prozess und in der Glasherstellung.
Frage: Erzählen Sie uns von Ihren „Ultraschall-Wellenleitersensoren“. Welche Technologie steckt dahinter?
Der Ultraschallwellenleitersensor kann unterschiedliche Querschnitte aufweisen, z. B. Draht, Stab, Streifen, die je nach Zugang für den Wellenleiter ausgewählt werden können, verschiedene Materialien, entweder Metalle oder Keramik, und kann für verschiedene Messanwendungen konfiguriert werden, einschließlich der Einstellung der speziellen Verteilung der Sensoren.
Das Prinzip ist, dass eine Ultraschallwelle angeregt wird und sich mit der Dicke des Wellenleiters mitbewegt. Durch Verfolgung der Wechselwirkung der sich ausbreitenden Ultraschallwellen mit absichtlich entworfenen geometrischen Diskontinuitäten (Biegungen, Kerben usw.) und durch Verfolgung der Verschiebung von Flugzeit und Frequenz, Dämpfung und Änderung der Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals aus angemessenem Abstand Reflektoren (Biegungen, Kerben usw.) Die lokalisierten Informationen auf dem umgebenden Medium werden extrahiert (z. B. Temperatur).
Im Allgemeinen messen Ultraschallwellenleitersensoren Änderungen der Wellenleitergeschwindigkeit aufgrund der Änderungen ihrer Materialeigenschaften (α, E, G und ρ), die sich aus den Änderungen des umgebenden Mediums wie Temperatur, Feuchtigkeit usw. ergeben. Die Änderung der Zeit von Flug, Geschwindigkeitsänderung, Phasenverschiebung der Ultraschallwellen im Vergleich zu Raumtemperatursignalen helfen bei der Messung der Temperaturänderungen und anderer Eigenschaften (Rheologie) in den umgebenden Medien.
Frage: Wie sind Ultraschallwellenleitersensoren gegenüber herkömmlichen Sensoren vorteilhaft?
Viele industrielle Prozesse arbeiten bei sehr hohen Temperaturen. Zum Beispiel erfordern die Raffination von Rohöl und die Stromerzeugung Temperaturen, die mehrere hundert Grad Celsius überschreiten. Herkömmliche Sensoren wie Thermoelemente, Widerstandsthermometer und Füllstandsensoren weisen aufgrund der Sensordrift während ihres Langzeitbetriebs Genauigkeitsprobleme auf.
Insbesondere Thermoelemente neigen bei Verwendung bei erhöhten Temperaturen in feindlichen Umgebungen zu einem mechanischen Versagen der Verbindungsstelle. Außerdem können Thermoelemente nur in einem einzigen interessierenden Bereich eine lokale Temperatur liefern. Während die Ultraschallwellenleitersensoren robuster sind, da wir dasselbe Thermoelementdrahtmaterial (z. B. Kanthal, Chromel, Edelstahl usw.) als Wellenleiter verwenden und keine Verbindungsstelle zum Versagen haben. Außerdem hat dieser Sensor eine geringere Stellfläche und kann für verschiedene Konfigurationen wie Helix, Spirale, Mehrfachbiegungen usw. ausgelegt werden. Die Verwendung mehrerer Sensoren im selben Wellenleiter für die verteilte Erfassung über einen weiten Temperaturbereich (30 ° C - 1400 ° C) und die Messung mehrerer Parameter (Beispiel: Füllstand, Temperatur und Rheologie) bei Verwendung eines einzelnen Wellenleitersensors bieten unseren Ultraschallwellenleitersensoren einen Vorteil im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren.
Die Wellenleiter leiten die Ultraschallwelle von der Sensorelektronik zum interessierenden Messbereich, während sie die Sensorelektronik (Wandler) sicher von den feindlichen und entfernten unzugänglichen Umgebungen fernhalten, wie unten gezeigt.
Der vorgeschlagene Wellenleitersensor ist außerdem sehr robust und kann sich an komplexe Industrieumgebungen anpassen, um vielseitigere und redundantere Messungen von Temperatur, Rheologie und Flüssigkeitsstand in kritischen Gehäusen durchzuführen. Die verteilte Temperaturmessung ist unter Verwendung herkömmlicher Thermoelemente schwierig, da sie eine Einzelpunktmessung messen kann, die einer Größenbeschränkung in einer feindlichen Umgebung standhält. Der auf Guided Wave basierende Wellenleitersensor bietet eine zuverlässige, stabile und kostengünstige Lösung für Schnittstellen- / genaue Prozessmessungen.
Frage: Kann ein einzelner Sensor mehrere Parameter wie Temperatur, Viskosität, Dichte usw. messen? Wie wird es möglich gemacht?
Während meiner Forschung haben wir die fundamentalen geführten Wellenmoden Längs L (0,1), Torsion T (0,1) und Biegung (1,1) gegründet, die gleichzeitig mit einem einzigen Wellenleitersensor gesendet / empfangen werden können, bei dem sich jeder Wellenmodus bewegt mit einer anderen Geschwindigkeit und empfindlich gegenüber verschiedenen Verschiebungen / Eigenschaften.
Beispielsweise kann der Longitudinalwellenmodus (empfindlich gegenüber axialer Verschiebung) für die Temperaturmessung verwendet werden, der Torsionswellenmodus (empfindlich gegenüber Winkelverschiebung) kann für die Rheologiemessung (Viskosität / Dichte / Temperatur) und der Biegewellenmodus verwendet werden(Empfindlich gegenüber Verschiebungen außerhalb der Ebene) kann zur Füllstandsmessung verwendet werden. Indem wir die Änderung der Dämpfung und Phasenverschiebung sowie der Frequenzverschiebung dieser Wellenmoden (Longitudinal, Flexural und Torsional) verfolgen, können wir die Eigenschaften des umgebenden Mediums überwachen. Diese patentierte Technologie wird in einer industriellen Umgebung getestet, um gleichzeitig die Temperatur und Viskosität von Harzen bei hohen Temperaturen unter Verwendung eines einzelnen Wellenleitersensors zu messen. Diese Wellenleiter können für eine bestimmte Anwendung in der Industrie kundenspezifisch ausgelegt werden und können auch in verschiedenen Querschnitten konstruiert werden.
F. Welche Art von Sensoren bietet XYMA für die Schwerindustrie und die Prozessindustrie an?
XYMA Analytics entwickelt neuartige, auf Sensortechnologie basierende Plattformen für das industrielle IoT mit der Vision, die sensorgestützte Prozesseffizienz für die Industrie zu demokratisieren und anlagenweit verteilte und gleichzeitige Erfassungslösungen für datengesteuerte Entscheidungen bereitzustellen. Unsere patentierten Technologieprodukte PoRTS (Portable Rheology and Temperature Sensors) und uTMS (Multi-Point Temperature Measuring System) zielen darauf ab, die Produktivität der Industrie zu steigern, indem sie die Prozesseffizienz erhöhen, die Möglichkeit manueller Fehler verringern und die Produktlebensdauer verlängern.
F. Werden alle Sensorlösungen von XYMA Analytics selbst hergestellt? Erzählen Sie uns von Ihrem Herstellungs- und Lieferkettenprozess
XYMA-Sensoren werden kundenspezifisch angepasst und für einen weiten Temperaturbereich entwickelt. Wir entwickeln einen Wellenleitersensor basierend auf ihrem Temperaturbereich und der Umgebung, in der die Erfassung erforderlich ist. Die Auswahl des Wellenleitermaterials, der Größe, der Länge und der Anzahl der entworfenen Sensoren hängt hauptsächlich von den Kundenvoraussetzungen und der Anwendungsumgebung ab.
Wir verfügen über eine hochmoderne Produktionsstätte und planen bald, unsere derzeitigen F & E- / Kalibrierungsanlagen zu erweitern, um alle Testanforderungen unserer Kunden zu erfüllen. Wir halten die QHSE-Werte (Qualität, Gesundheit, Sicherheit und Umwelt) während der Herstellung, Installation und des Kundendienstes mit Hilfe engagierter junger Ingenieure stets auf dem höchsten Stand. In jeder Phase unseres Lieferkettenprozesses haben wir genau definierte KPIs (Key Performance Indicators) festgelegt, um sicherzustellen, dass der Prozess unseren Grundwerten entspricht. Da die Technologie vom XYMA-Team weiterentwickelt wurde, haben wir unsere Stammdaten für alle Unternehmen entwickelt, um die Zuverlässigkeit unserer Produkte sicherzustellen. Wir stellen immer sicher, dass auch alle Qualitätsanforderungen des Kunden erfüllt werden. Alle unsere Lieferanten werden einem technischen Bewertungsprozess unterzogen, um die Zuverlässigkeit und Qualität der gelieferten Artikel sicherzustellen.Zur Produktverbesserung haben wir auch ein Kundenfeedbacksystem.
Q. XYMA Analytics bietet auch IIoT-Konnektivität und Datenanalyse. Welche drahtlosen Lösungen und IoT-Plattformen verwenden Sie?
XYMA-IoT (XIoT) -Produkte sind derzeit neben MQTT als Standard-Kommunikationsprotokolle mit Edge-Computing und -Visualisierung Long Range Wide Area Network Technology (LoRaWan) mit geringem Stromverbrauch, um den Prozessfluss durch Edge-implementierte Self-Tuning-Algorithmen zu automatisieren und zu optimieren. Für die Anwendung dieses Protokollstandards werden IoT-Plattformen wie Arduino, Himbeer-Pi, Semtech (LoRa) und AI-Denker zusammen mit der gegenseitigen Schnittstelle mit zwei oder mehr Plattformen (Arduino- und Python-Schnittstelle) für die Datenanalyse und -übertragung implementiert. Andere Optimierungstechniken wie das HART-Protokoll und Modbus werden für andere industrielle Anforderungen verwendet. Diese durchgängigen drahtlosen Kommunikationslösungen wurden verwendet, um die Konnektivität unter den gegenwärtigen Bedingungen zu verbessern oder als integraler Bestandteil proprietärer Lösungen für verschiedene industrielle Anwendungen.
F. Wer profitiert derzeit von diesen Ultraschall-Wellenleitersensoren und wie? Können Sie uns ein Beispiel / eine Fallstudie geben?
Eine breite Palette von Branchen, einschließlich (a) Fertigungsindustrien mit Metallen, Ofenöfen usw. (b) Prozessindustrien wie Raffinerien, chemische Industrien, Düngemittelindustrien zur Verbesserung der Lebensdauer der Hochtemperaturkomponenten sowie der Effizienz und Robustheit der Branchen. (c) Für Industrien wie den Schnellbrüterreaktor, in denen Bildgebung und Messungen unter dem flüssigen Metall eine Herausforderung darstellen. (d) Temperaturgesteuerte Lagerindustrie. (e) Polymerindustrien zur Überwachung der Aushärtung, einschließlich Luft- und Raumfahrt, Verbundwerkstoffe usw.
Es gibt sicherlich einige Fälle, in denen unsere Sensoren der Prozessindustrie geholfen haben, ihre Effizienz zu optimieren und die Aushärtung ihres Produkts zu identifizieren. Beispielsweise bleibt die kontinuierliche Überwachung der Temperaturhärtung von Verbundwerkstoffen, die in der Flugzeugindustrie verwendet werden, eine Herausforderung. Wir haben unsere Wellenleitersensoren während der Herstellung der Verbundwerkstoffe eingebettet und kontinuierlich überwacht, bis die Aushärtung abgeschlossen ist. Mithilfe der von unserem Sensor bereitgestellten Temperatur- und Aushärtungsdaten können die Hersteller die Produktlebensdauer und die Prozesseffizienz auf 50 bis 70% steigern.
Ein weiteres Beispiel für diese revolutionäre Technologie, die dazu beigetragen hat, Produktausfälle der führenden Fertigungsindustrie zu verhindern, ist die Messung der verteilten Temperatur des Ofens während des Prozesses. Die verteilte Temperaturmessung ist unter Verwendung herkömmlicher Thermoelemente schwierig, da sie eine Einzelpunktmessung messen kann, die einer Größenbeschränkung in einer feindlichen Umgebung standhält. Unser Wellenleitersensor kann Messungen durchführen, indem der Sensorbereich in einer feindlichen Umgebung gehalten und von einem entfernten Ort aus betrieben wird. Außerdem können Wellenleitersensoren verteilte Temperaturmessungen an mehreren Orten durchführen. Die Geometrieeinschränkung (1,5 mm Schlitz) zum Einsetzen mehrerer Thermoelemente wird auch durch Verwendung eines einzelnen Wellenleiters (1 mm) mit mehreren Sensoren behoben.
Frage: Wer sind neben XYMA Analytics die anderen Akteure in der Branche, die Lösungen mit Ultraschallwellenleitersensoren anbieten?
Nach unserem Kenntnisstand ist XYMA die einzige Branche, die geführte wellenbasierte Wellenleitererfassungstechniken für Prozessmessungen in der Branche anbietet. Es gibt etablierte Branchen wie ABB, Honeywell, Omega und Emerson, die im Prozessmessprozessgeschäft tätig sind. IIoT ermöglichte jedoch die Wellenleitererfassung mit Datenanalyse, um XYMA hinsichtlich der angebotenen Technologie und Lösungen von den bestehenden Marktteilnehmern zu unterscheiden. Der Hauptvorteil von Wellenleitersensoren ist robust und hat eine geringere Stellfläche, die Mehrpunkt- und Mehrparametererfassung über einen weiten Temperaturbereich ermöglicht.
Frage: Wie sehen Sie, dass die Industrie in Indien das IIoT anpasst? Was sind die Hürden?
In den letzten Jahrzehnten hat sich das IoT vom "Internet der Dinge" zur "Intelligenz der Dinge" gewandelt. In der Industrie wird IoT verwendet, um die Effizienz zu maximieren, um die Gesundheits- und Sicherheitsbedingungen zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und ein maßgeschneidertes Produkt bereitzustellen. Die größte Hürde in Bezug auf das Internet der Dinge ist das geringere Bewusstsein der indischen Industrie für dessen Nutzung und Intelligenz, das zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz für die gesamte Industrie beitragen kann, indem es ihnen hilft, die Überwachung zu verbessern und die Sicherheit und Genauigkeit zu erhöhen.
Die größte Herausforderung in der indischen Industrie sind Datenspeicherungs- und Eigentumsfragen, Konflikte in den Standards, denen die einzelnen Branchen folgen, Datensicherheitsprobleme, Fachkräftemangel in der Anlage und Beschränkung auf das Internet innerhalb der Anlage, Zugriff auf und Integration von IoT in ihr Dashboard. usw.
Innovationen vom Labor in die Industrie zu bringen, ist für jedes Startup keine leichte Aufgabe. Das Produkt sollte robust, zertifiziert und zuverlässig mit hoher Genauigkeit sein. Dies sind einige der größten Herausforderungen in der indischen Industrie.
F. Erzählen Sie uns von Ihrem Team und Ihrem Arbeitsplatz
XYMA verfügt über ein starkes talentiertes Team junger Ingenieure mit Industrie- und Forschungserfahrung von renommierten Institutionen wie IITs, NITs, CSIR-Labors und MNCs usw. Diese Gruppe junger Wissenschaftler hilft XYMA bei der Entwicklung seiner einheimischen Produkte, die wettbewerbsfähig und robust genug sind, um wettbewerbsfähig zu sein mit großen Industrieunternehmen.
Darüber hinaus sind meine Mitbegründer Prof. Krishnan Balasubramanian und Prof. Prabhu Rajagopal Pioniere auf dem Gebiet der Ultraschall und NTE. Sie haben mich angeleitet, motiviert und betreut, XYMA Wirklichkeit werden zu lassen und XIoT zur Lösung industrieller Probleme einzusetzen. Prof. Krishnan Balasubramanian ist derzeit Leiter des Zentrums für zerstörungsfreie Bewertung (CNDE) und Lehrstuhlprofessor am Institut für Maschinenbau des Indian Institute of Technology Madras. Er ist seit mehr als 30 Jahren auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Bewertung tätig und hat Anwendungen in den Bereichen Wartung, Qualitätssicherung, Herstellung und Konstruktion. Er hat mehr als 300 technische Publikationen. Zu seinen Interessengebieten gehören zerstörungsfreie Bewertung, intelligente Fertigung und In-Process-Überwachung, Überwachung des strukturellen Zustands und angewandte Datenanalyse.Prof. Prabhu Rajagopal befasst sich seit fast 20 Jahren auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Bewertung. Er verfügt über Erfahrung in Hochtemperaturwandlern und funktionsgesteuertem Ultraschall. Zu seinen Interessengebieten gehören Feature-Guided Waves (FGWs), Metamateriallinsen, der wellenleiterbasierte Sensor zur Zustands- / Aushärtungsüberwachung und NDE mithilfe von Robotik.
Das Inkubationszell-Ökosystem von IIT Madras unterstützte uns so, dass wir direkt aus dem Labor heraus starten konnten. Wir verwenden erstklassige Einrichtungen, um Ihre Produkte zu bauen und zu testen. IIT-M hat XYMA dabei geholfen, das Produkt in die Industrie zu bringen, wodurch Sie eine Meile voraus sind.
Frage: Was sind die Zukunftspläne für XYMA Analytics und wie sehen Sie den Markt?
Indien ist ein kleiner Teil des globalen Marktes, auf dem wir derzeit unsere Produkte einsetzen. Unsere Expansion umfasst auch die Zusammenarbeit mit Forschungszentren und Universitäten auf der ganzen Welt, um die Forschung und Entwicklung unserer zukünftigen AI-basierten XIoT-Sensoren zur Prozessoptimierung voranzutreiben. Dies hilft bei der Durchführung einer intelligenten Anlagenüberwachung, um eine Risikobewertung durchzuführen, und die geschätzte Lebensdauervorhersage zur Verbesserung von Sicherheit und Effizienz liegt in den Kernbranchen. XYMA konzentriert sich darauf, unsere patentierten High-End-Lösungen auf den globalen Öl- und Gasmärkten sowie in der Fertigungsindustrie einzusetzen und die in Indien gebaute einheimische Kerntechnologie in den Rest der Welt zu bringen.