L'ascesa dell'Internet of Things (IoT) ha portato l'evoluzione dei sensori a un livello completamente diverso. I sensori sono parte integrante di qualsiasi società di ingegneria che lavora sulla piattaforma IoT. Vari settori e organizzazioni utilizzano diversi tipi di sensori IoT come sensori di temperatura, sensori di prossimità, sensori di qualità dell'acqua, ecc. In base alle loro esigenze. Fondata nel 2019, XYMA Analytics offre una piattaforma di analisi completa basata su IoT industriale per fornire un monitoraggio intelligente dei processi.
L'utilizzo di sensori avanzati a guida d'onda a ultrasuoni per gli ambienti più difficili è stata l'idea principale che ha convinto il team di ingegneri qualificati ad avviare un'azienda. Oggi l'azienda si vanta di costruire sensori intelligenti per migliorare l'efficienza operativa e offrire più che semplici misurazioni. Curiosi di saperne di più sull'azienda, il team, lo stile di lavoro, le soluzioni ai problemi e i piani futuri, abbiamo posto alcune domande al Dr. Nishanth Raja. Continua a leggere per sapere cosa ha da dire!
La dott.ssa Nishanth Raja è l'amministratore delegato di XYMA Analytics, un'azienda incubata dall'IIT a Madras e spin-out del Center for Non-destructive evaluation. È stato ricercatore senior presso l'Istituto di ricerca sul controllo dei fluidi, Palakkad in Kerala e successivamente si è unito come responsabile del progetto presso il Center for Non-Destructive Evaluation (CNDE) - IIT Madras e ha conseguito il dottorato di ricerca. da Anna University. Ha anche lavorato a diversi progetti industriali nell'area delle misurazioni di temperatura e flusso basate su guida d'onda ultrasonica e ha una ricca esperienza industriale.
D. Cosa ti ha spinto ad avviare XYMA Analytics? Quali problemi l'azienda si propone di risolvere?
XYMA Analytics è il risultato del profondo interesse suscitato dalle industrie del settore petrolifero e del gas, manifatturiero e aerospaziale. Durante il mio periodo di ricerca presso il Center for NDE, sono stato coinvolto nello sviluppo di sensori a guida d'onda ultrasonica basati su onde guidate per ambienti pericolosi / ostili nelle industrie di processo; la sfida era risolvere i loro punti deboli. La misurazione dei parametri di processo è vitale nelle industrie di trasformazione e produzione in cui la nostra tecnologia di rilevamento basata su guida d'onda li ha aiutati a misurare in modo distribuito in regioni ostili e inaccessibili. Abbiamo osservato che esiste un'enorme richiesta di tecnologie di rilevamento nelle industrie. Questo è stato il momento in cui abbiamo deciso di incorporare XYMA Analytics come start-up in grado di fornire soluzioni di rilevamento alle industrieper migliorare la loro efficienza di processo e migliorare la loro vita del prodotto.
XYMA Analytics affronta i problemi con i sensori di processo convenzionali con la sua nuova tecnologia di sensori basata su guida d'onda ultrasonica che aiuta le industrie a monitorare continuamente i loro parametri di processo con Industrial IoT con una visione per democratizzare la sua efficienza di processo basata su sensori per le industrie e fornire anche una distribuzione distribuita a livello di impianto e soluzioni di rilevamento simultaneo per processi decisionali basati sui dati. Questo è difficile utilizzando soluzioni di rilevamento convenzionali.
Questo sensore è attualmente sottoposto a prove sul campo in diverse applicazioni industriali, incluso il monitoraggio della temperatura della camicia di raffreddamento dello stampo durante il processo di produzione dell'acciaio, nonché per le misurazioni della temperatura delle pareti dei forni nei processi petrolchimici e nelle industrie di produzione del vetro.
D. Parlaci dei tuoi "sensori a guida d'onda a ultrasuoni", qual è la tecnologia alla base?
Il sensore a guida d'onda a ultrasuoni può essere di diverse sezioni trasversali come filo, barra, striscia selezionabili in base all'accesso per la guida d'onda, diversi materiali metallici o ceramici ed è configurabile per diverse applicazioni di misurazione inclusa la regolazione della distribuzione speciale dei sensori.
Il principio è che un'onda ultrasonica è eccitata e viaggia insieme allo spessore della guida d'onda. Tracciando l'interazione delle onde ultrasoniche che si propagano con discontinuità geometriche intenzionalmente progettate (curve, tacche e così via) e monitorando lo spostamento del tempo di volo e della frequenza, l'attenuazione, il cambiamento di ampiezza del segnale ultrasonico riflesso da opportunamente distanziati riflettori (curve, tacche e così via) vengono estratte le informazioni localizzate sul mezzo circostante (ad esempio, la temperatura).
In generale, i sensori della guida d'onda a ultrasuoni misurano i cambiamenti nella velocità della guida d'onda dovuti alle variazioni nelle proprietà del materiale (α, E, G e ρ) derivanti dai cambiamenti nel mezzo circostante come temperatura, umidità, ecc. volo, variazione di velocità, sfasamento delle onde ultrasoniche rispetto ai segnali di temperatura ambiente, aiutano a misurare i cambiamenti di temperatura e altre proprietà (reologia) nei mezzi circostanti.
D. In che modo i sensori a guida d'onda a ultrasuoni sono vantaggiosi rispetto ai sensori convenzionali?
Molti processi industriali operano a temperature molto elevate. Ad esempio, la raffinazione del petrolio greggio e la generazione di elettricità richiedono livelli di temperatura che superano diverse centinaia di gradi Celsius. I sensori convenzionali come termocoppie, RTD e sensori di livello hanno problemi di precisione a causa della deriva del sensore durante il loro funzionamento a lungo termine.
Le termocoppie, in particolare, se utilizzate a temperature elevate in ambienti ostili, sono soggette a guasti meccanici della giunzione. Inoltre, le termocoppie possono fornire la temperatura locale solo in una singola regione di interesse. Considerando che i sensori della guida d'onda ultrasonica sono più robusti poiché usiamo lo stesso materiale del filo della termocoppia (ad esempio: Kanthal, Chromel, acciaio inossidabile, ecc.) Viene utilizzato come nostra guida d'onda e non ha alcuna giunzione per fallire. Inoltre, questo sensore ha un ingombro ridotto e può essere progettato per diverse configurazioni come elicoidale, a spirale, curve multiple, ecc. L'uso di più sensori nella stessa guida d'onda per il rilevamento distribuito su un ampio intervallo di temperatura (30 ° C -1400 ° C) e la misurazione di più parametri (ad esempio: livello, temperatura e reologia) dell'utilizzo di un singolo sensore a guida d'onda fornisce un vantaggio ai nostri sensori a guida d'onda a ultrasuoni rispetto ai sensori convenzionali.
Le guide d'onda guidano l'onda ultrasonica dall'elettronica del sensore alla regione di misurazione di interesse, mantenendo l'elettronica del sensore (trasduttore) al sicuro lontano dagli ambienti ostili e inaccessibili remoti come mostrato di seguito.
Inoltre, il sensore in guida d'onda proposto è molto robusto e può adattarsi ad ambienti industriali complessi per misurazioni più versatili e ridondanti di temperatura, reologia e livello del fluido in ambienti critici. La misurazione della temperatura distribuita è difficile utilizzando termocoppie convenzionali a causa della loro capacità di misurare una misurazione a punto singolo resistere a vincoli di dimensioni ambientali ostili. Il sensore a guida d'onda basato su onda guidata fornisce una soluzione affidabile, stabile ed economica per misurazioni di processo accurate / di interfaccia.
D. Un singolo sensore può misurare più parametri come temperatura, viscosità, densità, ecc.? Com'è possibile?
Durante la mia ricerca, abbiamo fondato le modalità fondamentali dell'onda guidata: Longitudinale L (0,1), Torsionale T (0,1) e Flessionale (1,1) possono essere trasmesse / ricevute simultaneamente utilizzando un singolo sensore a guida d'onda in cui viaggia a una velocità diversa e sensibile a diversi spostamenti / proprietà.
Ad esempio, la modalità onda longitudinale (sensibile allo spostamento assiale) può essere utilizzata per la misurazione della temperatura, la modalità onda torsionale (sensibile allo spostamento angolare) può essere utilizzata per la misurazione della reologia (viscosità / densità / temperatura) e la modalità onda flessionale(Sensibile allo spostamento fuori piano) può essere utilizzato per la misurazione del livello. Tracciando il cambiamento nell'attenuazione e nello sfasamento e nello spostamento di frequenza di queste modalità d'onda (longitudinale, flessionale e torsionale), possiamo monitorare le proprietà del mezzo circostante. Questa tecnologia brevettata viene testata in un ambiente industriale per misurare simultaneamente la temperatura e la viscosità delle resine ad alte temperature utilizzando un singolo sensore a guida d'onda. Queste guide d'onda possono essere progettate su misura per un'applicazione specifica nell'industria e possono anche essere progettate in diverse sezioni trasversali.
D. Che tipo di sensori sono offerti da XYMA per le industrie pesanti e di processo?
XYMA Analytics sviluppa nuove piattaforme basate sulla tecnologia dei sensori per l'IoT industriale con una visione per democratizzare l'efficienza dei processi basati sui sensori per le industrie e fornire anche soluzioni di rilevamento distribuite e simultanee a livello di impianto per il processo decisionale basato sui dati. I nostri prodotti tecnologici brevettati, PoRTS (Portable Rheology and Temperature Sensors) e uTMS (Multi-point Temperature Measuring System) si concentrano sull'aumento della produttività delle industrie aumentando l'efficienza del processo e riducendo le possibilità di errore manuale e migliorando la durata del prodotto.
D. Tutte le soluzioni di sensori sono prodotte dalla stessa XYMA Analytics? Parlaci del tuo processo di produzione e catena di fornitura
I sensori XYMA sono personalizzati e progettati internamente per un'ampia gamma di temperature. Sviluppiamo un sensore in guida d'onda in base al loro intervallo di temperatura e all'ambiente in cui è richiesto il rilevamento. Inoltre, la selezione del materiale della guida d'onda, delle dimensioni, della lunghezza e del numero di sensori progettati dipende principalmente dai prerequisiti del cliente e dall'ambiente di applicazione.
Abbiamo un impianto di produzione all'avanguardia e presto stiamo progettando di espandere le nostre attuali strutture di R & S / calibrazione per soddisfare tutti i requisiti di test dei clienti. Manteniamo sempre i valori QHSE (qualità, salute, sicurezza e ambiente) al massimo durante la produzione, l'installazione e il servizio post-vendita con l'aiuto di giovani ingegneri completamente dedicati. In ogni fase del nostro processo di supply chain, abbiamo KPI (Key Performance Indicators) ben definiti per garantire il processo che corrisponde ai nostri valori fondamentali. Poiché la tecnologia si è evoluta dal team XYMA, abbiamo sviluppato i nostri dati anagrafici per tutte le entità per garantire l'affidabilità dei nostri prodotti. Ci assicuriamo sempre di soddisfare anche tutti i requisiti di qualità del cliente. Tutti i nostri fornitori sono sottoposti a un processo di valutazione tecnica per garantire l'affidabilità e la qualità degli articoli forniti.Per il miglioramento del prodotto, abbiamo anche un sistema di feedback dei clienti.
Q. XYMA Analytics fornisce anche connettività IIoT e analisi dei dati. Quali soluzioni wireless e piattaforme IoT utilizzi?
I prodotti XYMA-IoT (XIoT) sono attualmente tecnologia di rete wide-area a lungo raggio (LoRaWan) a bassa potenza oltre a MQTT come protocolli di comunicazione standard con edge computing e visualizzazione, per automatizzare e ottimizzare il flusso di processo attraverso algoritmi di auto-tuning implementati edge. Per l'applicazione di questi protocolli standard, sono state implementate piattaforme IoT come Arduino, raspberry pi, Semtech (LoRa) e AI thinkers insieme all'interfacciamento reciproco con due o più piattaforme (interfaccia Arduino e Python) per l'analisi e il trasferimento dei dati. Altre tecniche di ottimizzazione come il protocollo HART e Modbus vengono utilizzate per altri requisiti industriali. Queste soluzioni di comunicazione wireless end-to-end sono stati utilizzati per migliorare la connettività nelle condizioni attuali o come parte integrata di soluzioni proprietarie per varie applicazioni industriali.
D. Chi è attualmente beneficiato di questi sensori a guida d'onda a ultrasuoni e come? Puoi farci un esempio / caso di studio?
Una vasta gamma di industrie tra cui (a) Industrie manifatturiere che coinvolgono metalli, forni, forni, ecc. (B) Industrie di processo come raffinerie, industrie chimiche, industrie di fertilizzanti per migliorare la durata dei componenti ad alta temperatura, nonché l'efficienza e la robustezza delle industrie. (c) Per industrie come i reattori autofertilizzanti veloci in cui l'imaging e le misurazioni sotto il metallo liquido sono una sfida (d) Industrie di stoccaggio a temperatura controllata. (e) Industrie dei polimeri per il monitoraggio della polimerizzazione, inclusi aerospaziale, composito, ecc.
Ci sono certamente alcuni casi in cui i nostri sensori hanno aiutato l'industria di processo a ottimizzare la propria efficienza e identificare la polimerizzazione del proprio prodotto. Ad esempio, il monitoraggio continuo della polimerizzazione a temperatura dei compositi utilizzati nelle industrie aeronautiche rimane una sfida. Abbiamo incorporato i nostri sensori in guida d'onda durante la produzione dei compositi e monitorati continuamente fino al completamento della polimerizzazione. Utilizzando la temperatura e i dati di polimerizzazione forniti dal nostro sensore, i produttori possono aumentare la durata del prodotto e l'efficienza del processo fino al 50-70%.
Un altro esempio di questa tecnologia rivoluzionaria che ha contribuito a prevenire il guasto del prodotto della principale industria manifatturiera è la misurazione della temperatura distribuita del suo forno durante il suo processo. La misurazione della temperatura distribuita è difficile utilizzando termocoppie convenzionali a causa della loro capacità di misurare un singolo punto di misurazione resistere a vincoli di dimensioni ambientali ostili. Il nostro sensore in guida d'onda può eseguire misurazioni mantenendo la regione del sensore in un ambiente ostile e azionandolo da una posizione remota e anche i sensori in guida d'onda possono effettuare misurazioni della temperatura distribuite in più posizioni. Anche il vincolo geometrico (slot da 1,5 mm) per inserire più termocoppie viene risolto utilizzando una singola guida d'onda (1 mm) con più sensori.
D. Oltre a XYMA Analytics, chi sono gli altri attori del settore che forniscono soluzioni utilizzando sensori a guida d'onda a ultrasuoni?
Per quanto ne sappiamo, XYMA è l'unico settore che fornisce tecniche di rilevamento della guida d'onda basate su onde guidate per misurazioni di processo nelle industrie. Esistono industrie consolidate come ABB, Honeywell, Omega ed Emerson che sono coinvolte nel business della misurazione dei processi, ma IIoT ha consentito il rilevamento della guida d'onda con analisi dei dati per rendere XYMA diverso dagli attori esistenti sul mercato in termini di tecnologia e soluzioni fornite. Il vantaggio principale dei sensori in guida d'onda sono robusti e hanno un ingombro ridotto, in grado di rilevare più punti e più parametri su un ampio intervallo di temperature.
D. Come vede le industrie in India che adattano l'IIoT? Quali sono gli ostacoli?
Negli ultimi decenni, l'IoT si è trasformato da "Internet of Things" a "Intelligence of Things". Nelle industrie, l'IoT viene utilizzato per massimizzare l'efficienza per aggiornare le condizioni di salute e sicurezza, ridurre i tempi di inattività e fornire anche un prodotto personalizzato. Il principale ostacolo per quanto riguarda l'IoT è la minore consapevolezza tra le industrie in India sul suo utilizzo e intelligenza che può aiutare a migliorare l'efficienza operativa per le industrie in generale, aiutandole a migliorare il monitoraggio e aumentare la sicurezza e l'accuratezza.
La sfida principale nelle industrie indiane è l'archiviazione dei dati e problemi di proprietà, conflitto negli standard seguiti da ogni settore, problemi di sicurezza dei dati, mancanza di persone qualificate nello stabilimento e limitazioni a Internet all'interno dell'impianto, accesso e integrazione dell'IoT al loro dashboard, eccetera.
Portare l'innovazione dal laboratorio all'industria non è un lavoro facile per nessuna startup. Il prodotto deve essere robusto, certificato e affidabile con elevata precisione. Queste sono alcune delle principali sfide dell'industria indiana.
D. Parlaci della tua squadra e del tuo posto di lavoro
XYMA ha un forte team di giovani ingegneri con esperienza sia industriale che di ricerca da istituzioni eminenti come IIT, NIT, laboratori CSIR e MNC, ecc. Questo gruppo di giovani scienziati aiuta XYMA a sviluppare i suoi prodotti autoctoni che sono competitivi e abbastanza robusti da competere con grandi operatori del settore.
Inoltre, i miei co-fondatori Prof. Krishnan Balasubramanian e Prof. Prabhu Rajagopal sono pionieri nel campo degli ultrasuoni e delle NDE. Mi hanno guidato, motivato e istruito nel rendere XYMA una realtà e nell'utilizzo di XIoT per affrontare i problemi industriali. Il prof. Krishnan Balasubramanian è attualmente il capo del Centro per la valutazione non distruttiva (CNDE) e professore a cattedra presso il dipartimento di ingegneria meccanica, Indian Institute of Technology Madras. È stato coinvolto nel campo della valutazione non distruttiva per più di 30 anni con applicazioni nei settori della manutenzione, garanzia di qualità, produzione e progettazione. Ha più di 300 pubblicazioni tecniche. Le sue aree di interesse includono la valutazione non distruttiva, la produzione intelligente e il monitoraggio in-process, il monitoraggio della salute strutturale e l'analisi dei dati applicati.Il Prof. Prabhu Rajagopal è stato coinvolto nel campo della valutazione non distruttiva per quasi 20 anni. Ha esperienza in trasduttori ad alta temperatura e ultrasuoni guidati da funzioni. Le sue aree di interesse includono le onde guidate dalle caratteristiche (FGW), lenti metamateriali, il sensore basato su guida d'onda per il monitoraggio di condizioni / cure e NDE utilizzando la robotica.
L'ecosistema delle cellule di incubazione IIT madras ci ha supportato in modo tale da poter iniziare subito fuori dal laboratorio. Usiamo le migliori strutture per costruire e testare i tuoi prodotti. IIT-M ha aiutato XYMA a portare il prodotto nel settore, il che ti porta un miglio avanti.
D. Quali sono i piani futuri per XYMA Analytics e come vede il mercato?
L'India è una piccola porzione del mercato globale in cui attualmente abbiamo implementato i nostri prodotti. La nostra espansione comporterà anche la collaborazione con centri di ricerca e università di tutto il mondo per promuovere la ricerca e lo sviluppo sui nostri futuri sensori XIoT basati su AI per l'ottimizzazione dei processi. Ciò aiuta a eseguire il monitoraggio intelligente delle risorse per eseguire la valutazione del rischio e la previsione della vita stimata per migliorare la sicurezza e l'efficienza è nelle industrie principali. XYMA si concentra sull'implementazione delle nostre soluzioni brevettate di fascia alta nei mercati globali del petrolio e del gas, nelle industrie manifatturiere e porta la tecnologia di base locale costruita in India nel resto del mondo.