Uppkomsten av Internet of Things (IoT) har tagit utvecklingen av sensorer till en helt annan nivå. Sensorer är en integrerad del av alla ingenjörsföretag som arbetar på IoT-plattformen. Olika branscher och organisationer använder olika typer av IoT-sensorer som temperatursensorer, närhetssensorer, vattenkvalitetssensorer etc. enligt deras krav. XYMA Analytics grundades 2019 och erbjuder en komplett industriell IoT-baserad analysplattform för att ge smart processövervakning.
Att använda avancerade ultraljudsvågledarsensorer för de tuffaste miljöerna var huvudidén som övertalade teamet av välkvalificerade ingenjörer att starta ett företag. Idag kan företaget skryta med att bygga smarta sensorer för att förbättra effektiviteten och erbjuda mer än bara mätningar. Nyfiken att veta mer om företaget, teamet, arbetsstil, problemlösningar och framtida planer, ställde vi Dr. Nishanth Raja några frågor. Läs vidare för att veta vad han har att säga!
Dr. Nishanth Raja är verkställande direktör för XYMA Analytics - ett inkuberat företag från IIT Madras och en spin-out från Center for Non-destructive utvärdering. Han var Senior Research Fellow i Fluid Control Research Institute, Palakkad i Kerala och gick senare som projektansvarig i Center for Non-Destructive Evaluation (CNDE) - IIT Madras och fick sin doktorsexamen. från Anna University. Han har också arbetat med flera branschrelaterade projekt inom Ultrasonic Waveguide-baserade temperatur- och flödesmätningar och har stor industriell erfarenhet.
F. Vad inspirerade dig att starta XYMA Analytics? Vilka problem syftar företaget till att lösa?
XYMA Analytics är ett resultat av det djupa intresset som åberopats av industrier inom olje- och gas-, tillverknings- och flygindustrin. Under min forskningsperiod på Center for NDE var jag involverad i utvecklingen av guidade vågbaserade ultraljudsvågledarsensorer för farliga / fientliga miljöer i processindustrin; utmaningen var att lösa deras smärtpunkter. Mätningen av processparametrarna är viktig i bearbetnings- och tillverkningsindustrin där vår vågledarbaserade avkänningsteknik hjälpte dem att mäta i fientliga och oåtkomliga regioner på ett distribuerat sätt. Vi observerade att det finns en enorm efterfrågan på avkänningsteknologi i branscher. Det var poängen när vi bestämde oss för att införliva XYMA Analytics som ett start-up som kunde ge avkänningslösningar till branscherför att förbättra processeffektiviteten och förbättra produktens livslängd.
XYMA Analytics löser problem med konventionella processensorer med sin nya ultraljudvågbaserade sensorteknik som hjälper branscherna att kontinuerligt övervaka sina processparametrar med Industrial IoT med en vision att demokratisera sin sensorbaserade processeffektivitet för industrier och också tillhandahålla anläggningsomfattande distribution och samtidiga sensinglösningar för datadrivet beslutsfattande. Detta är svårt att använda konventionella avkänningslösningar.
Denna sensor är för närvarande i fältförsök i flera industriella applikationer inklusive temperaturkylning av formkylmantel under ståltillverkningsprocessen samt för mätningar av ugnsväggstemperaturer i petrokemisk process, glasindustrin.
Fråga: Berätta om dina "Ultraljudsvågledarsensorer", vilken teknik är det?
Ultraljudsvågledarsensorn kan ha olika tvärsnitt som tråd, stav, remsa som kan väljas baserat på åtkomst för vågledaren, olika material, antingen metaller eller keramik, och kan konfigureras för olika mätapplikationer inklusive justering av sensorns speciella fördelning.
Principen är att en ultraljudsvåg är upphetsad och rör sig tillsammans med vågledarens tjocklek. Genom att spåra interaktionen mellan de förökande ultraljudsvågorna med avsiktligt utformade geometriska diskontinuiteter (böjningar, skåror och så vidare) och genom att spåra förskjutningen i tidens ljus och frekvens, dämpning, förändring i amplitud för den reflekterade ultraljudssignalen från lämpligt avstånd reflektorer (böjningar, skåror och så vidare) extraheras lokal information om det omgivande mediet (till exempel temperatur).
I allmänhet mäter ultraljudsvågledarsensorer förändringar i vågledarhastighet på grund av variationerna i dess materialegenskaper (α, E, G och ρ) som uppstår till följd av förändringarna i det omgivande mediet såsom temperatur, fuktighet etc. Förändringen i tid av flygning, hastighetsförändring, fasförskjutning av ultraljudsvågorna jämfört med rumstemperatur signaler, hjälper till att mäta temperaturförändringarna och andra egenskaper (reologi) i det omgivande mediet.
F. Hur är ultraljudsvågledarsensorer fördelaktiga jämfört med konventionella sensorer?
Många industriella processer arbetar vid mycket höga temperaturer. Raffinering av råolja och generering av el kräver till exempel temperaturnivåer som överstiger flera hundra grader Celsius. Konventionella sensorer som termoelement, RTD och nivåsensorer har noggrannhetsproblem på grund av sensordrift under deras långvariga drift.
I synnerhet termoelement, när de används vid förhöjda temperaturer i fientliga miljöer, är benägna att korsa mekaniskt. Dessutom kan termoelement endast ge lokal temperatur i en enda region av intresse. Medan ultraljudsvågledarsensorerna är mer robusta eftersom vi använder samma termoelementmaterial (t.ex. Kanthal, Chromel, rostfritt stål, etc.) används som vår vågledare och det har ingen korsning att misslyckas. Dessutom har den här sensorn ett mindre fotavtryck och kan utformas för olika konfigurationer såsom spiralformade, spiralformade, flera bents etc. Användning av flera sensorer i samma vågledare för distribuerad avkänning över ett stort temperaturintervall (30 ° C -1400 ° C) och mått på flera parametrar (t.ex.: nivå, temperatur och reologi) genom att använda en enda vågledarsensor ger en fördel för våra ultraljudsvågledarsensorer jämfört med konventionella sensorer.
Vågledarna styr ultraljudsvågen från sensorelektroniken till det intressanta mätområdet, medan sensorelektroniken (givaren) hålls säkert borta från de fientliga och avlägsna oåtkomliga miljöerna som visas nedan.
Den föreslagna vågledarsensorn är också mycket robust och kan anpassas till komplexa industriella miljöer för mer mångsidiga och redundanta mätningar av temperatur, reologi och vätskenivå i kritiska höljen. Distribuerad temperaturmätning är svår att använda konventionella termoelement på grund av deras förmåga att mäta en enpunktsmätning som tål fientlig miljöstorlek. Guided Wave-baserad vågledarsensor ger en tillförlitlig, stabil och kostnadseffektiv lösning för gränssnitts / noggranna processmätningar.
F. Kan en enda sensor mäta flera parametrar som temperatur, viskositet, densitet etc.? Hur är det möjligt?
Under min forskning grundade vi de grundläggande styrda våglägena Längsgående L (0,1), Torsion T (0,1) och Böjning (1,1) kan samtidigt överföras / tas emot med en enda vågledarsensor där varje vågläge färdas med annan hastighet och känslig för olika förskjutningar / egenskaper.
Till exempel kan longitudinellt vågläge (Känsligt för axiell förskjutning) användas för temperaturmätning, Torsionsvågläge (Känsligt för vinkelförskjutning) kan användas för reologimätning (Viskositet / Densitet / Temperatur) och böjvågsläge(Känslig för förskjutning utanför planet) kan användas för nivåmätning. Genom att spåra förändringen i dämpning och fasförskjutning och frekvensförskjutning för dessa våglägen (Longitudinal, Flexural och Torsional) kan vi övervaka de omgivande medieegenskaperna. Denna patenterade teknik testas i en industriell miljö för att samtidigt mäta temperatur och viskositet hos hartser vid höga temperaturer med en enda vågledarsensor. Dessa vågledare kan skräddarsys för en specifik applikation inom industrin och kan också utformas i olika tvärsnitt.
Fråga: Vilken typ av sensorer erbjuds av XYMA för tung industri och processindustri?
XYMA Analytics utvecklar nya sensorteknologibaserade plattformar för Industrial IoT med en vision att demokratisera sensorbaserad processeffektivitet för industrier och tillhandahålla även anläggningsomfattande distribuerade och samtidiga avkänningslösningar för datadrivet beslutsfattande. Våra patenterade teknikprodukter, PoRTS (Portable Rheology and Temperature Sensors) och uTMS (Multi-point Temperature Measuring System) fokuserar på att öka industriproduktiviteten genom att öka processeffektiviteten och minska möjligheterna till manuellt fel och förbättra produktens livslängd.
Fråga: Tillverkas alla sensorlösningar av XYMA Analytics själv? Berätta om din tillverknings- och leveranskedjeprocess
XYMA-sensorer är anpassade och designade internt för ett brett temperaturintervall. Vi utvecklar en vågledarsensor baserat på deras temperaturområde och den miljö där avkänningen krävs. Valet av vågledarmaterial, storlek, längd och antal sensorer som designats beror främst på kundens förutsättningar och applikationsmiljö.
Vi har en toppmodern tillverkningsanläggning och snart planerar vi att utöka våra nuvarande FoU- / kalibreringsanläggningar för att möta alla klienttestkrav. Vi upprätthåller alltid QHSE-värden (kvalitet, hälsa, säkerhet och miljö) maximalt under tillverkning, installation och kundservice med hjälp av helt dedikerade unga ingenjörer. I varje steg i vår leveranskedjeprocess har vi väldefinierade KPI: er (Key Performance Indicators) för att säkerställa den process som matchar våra kärnvärden. Eftersom tekniken utvecklats från XYMA-teamet utvecklade vi vår stamdata för alla enheter för att säkerställa våra produkters tillförlitlighet. Vi ser alltid till att uppfylla alla kundens kvalitetskrav. Alla våra leverantörer genomgår en teknisk utvärderingsprocess för att säkerställa tillförlitligheten och kvaliteten på de levererade artiklarna.För produktförbättring har vi också ett system för kundåterkoppling.
Q. XYMA Analytics tillhandahåller också IIoT-anslutning och dataanalys. Vilka trådlösa lösningar och IoT-plattformar använder du?
XYMA-IoT (XIoT) -produkter är för närvarande långsträckt bredbandsnätverksteknik (LoRaWan) förutom MQTT som standardkommunikationsprotokoll med kantberäkning och visualisering, för att automatisera och optimera processflödet genom kantdistribuerade självjusteringsalgoritmer. För tillämpningen av dessa protokollstandarder används IoT-plattformar som Arduino, hallon pi, Semtech (LoRa) och AI-tänkare tillsammans med ömsesidig gränssnitt med två eller flera plattformar (Arduino och Python-gränssnitt) för dataanalys och överföring har implementerats. Andra optimeringstekniker som HART-protokoll och Modbus används för andra industriella krav. Dessa end-to-end trådlösa kommunikationslösningar har använts för att förbättra anslutningen i nuvarande skick eller som en integrerad del av egna lösningar för olika industriella applikationer.
Fråga: Vem drar för närvarande fördel av dessa ultraljudsvågledarsensorer och hur? Kan du ge oss ett exempel / fallstudie?
Ett brett spektrum av industrier inklusive (a) Tillverkningsindustrier som involverar metaller, ugnar ugn, etc. (b) Processindustrier såsom raffinaderier, kemiska industrier, gödselindustri för att förbättra livslängden för högtemperaturkomponenterna samt effektivitet och robusthet av branscherna. (c) För industrier som snabbuppfödningsreaktor där avbildning och mätningar under flytande metall är en utmaning. (d) Temperaturstyrd lagringsindustri. (e) Polymerindustrier för härdningsövervakning inklusive flyg, komposit etc.
Det finns verkligen en hel del fall där våra sensorer hjälpte processindustrin att optimera deras effektivitet och identifiera härdningen av deras produkt. Exempelvis är kontinuerlig temperaturhärdningsövervakning av komposit som används inom flygindustrin fortfarande en utmaning. Vi har inbäddat våra vågledarsensorer under tillverkningen av kompositerna och övervakat kontinuerligt tills härdningen är klar. Med hjälp av temperatur- och härdningsdata från vår sensor kan tillverkarna öka produktens livslängd och processeffektivitet till 50-70%.
Ett annat exempel på denna revolutionerande teknik som hjälpte till att förhindra produktfel hos den ledande tillverkningsindustrin är genom att mäta ugnens distribuerade temperatur under dess process. Distribuerad temperaturmätning är svår att använda konventionella termoelement på grund av deras förmåga att mäta en enpunktsmätning som tål fientlig miljöstorlek. Vår vågledarsensor kan göra mätningar genom att bibehålla sensorregionen i en fientlig miljö och manövrera den från en avlägsen plats och även vågledarsensorer kan göra distribuerade temperaturmätningar på flera platser. Geometri-begränsningen (1,5 mm slits) för att infoga flera termoelement adresseras också med hjälp av en enda vågledare (1 mm) med flera sensorer.
F. Förutom XYMA Analytics, vilka är de andra aktörerna i branschen som tillhandahåller lösningar med ultraljudsvågledarsensorer?
Såvitt vi vet är XYMA den enda branschen som tillhandahåller guidade vågbaserade vågledaravkänningstekniker för processmätningar i branscherna. Det finns väletablerade industrier som ABB, Honeywell, Omega och Emerson som är involverade i processmätningsbranschen men IIoT aktiverade vågledaravkänning med dataanalys för att göra XYMA annorlunda än de befintliga aktörerna på marknaden när det gäller teknik och lösningar som tillhandahålls. Den viktigaste fördelen med vågledarsensorer är robusta och har ett mindre fotavtryck, som kan avkänna flerpunkts- och flerparametrar över ett brett temperaturområde.
F. Hur ser du industrier i Indien anpassa IIoT? Vilka är hindren?
Under de senaste decennierna har IoT förvandlat sig från att vara '' Internet of Things '' till '' Intelligence of Things ''. I branscher används IoT för att maximera effektiviteten för att uppgradera hälso- och säkerhetsförhållandena, minska stilleståndstiden och tillhandahålla en skräddarsydd produkt. Det största hindret när det gäller IoT är den mindre medvetenheten bland industrier i Indien om dess användning och intelligens som kan hjälpa till att förbättra driftseffektiviteten för industrier i stort genom att hjälpa dem att förbättra övervakningen och öka säkerheten och noggrannheten.
Den största utmaningen i indiska industrier är datalagring och ägarfrågor, konflikter i standarder följda av varje bransch, datasäkerhetsfrågor, brist på skickliga människor i anläggningen och begränsning till internet inuti anläggningen, åtkomst och integration av IoT till deras instrumentpanel, etc.
Att ta innovation från laboratorium till industri är inte ett enkelt jobb för någon start. Produkten ska vara robust, certifierad och pålitlig med hög noggrannhet. Det här är några av de största utmaningarna i den indiska industrin.
Fråga oss om ditt team och din arbetsplats
XYMA har ett starkt begåvat team av unga ingenjörer med både industriell och forskningserfarenhet från framstående institutioner som IIT, NIT, CSIR-laboratorier och MNC, etc. Denna grupp unga forskare hjälper XYMA att utveckla sina inhemska produkter som är konkurrenskraftiga och tillräckligt robusta för att konkurrera med stora branschaktörer.
Dessutom är mina grundare professor Krishnan Balasubramanian och professor Prabhu Rajagopal pionjärer inom ultraljud och NDE. De har vägledt, motiverat och mentorerat mig för att göra XYMA till verklighet och använda XIoT för att ta itu med industriella problem. Prof. Krishnan Balasubramanian är för närvarande chef för Center for Non-Destructive Evaluation (CNDE) och ordförande professor vid Institutionen för maskinteknik, Indian Institute of Technology Madras. Han har varit involverad i området för icke-destruktiv utvärdering i mer än 30 år med tillämpningar inom områdena underhåll, kvalitetssäkring, tillverkning och design. Han har mer än 300 tekniska publikationer. Hans intresseområden inkluderar icke-destruktiv utvärdering, intelligent tillverkning och processövervakning, strukturell hälsoövervakning och tillämpad dataanalys.Prof. Prabhu Rajagopal har varit inblandad i fältet av icke-destruktiv utvärdering i nära 20 år. Han har expertis inom högtemperaturgivare och funktionsstyrd ultraljud. Hans intresseområden inkluderar funktionsstyrda vågor (FGW), metamateriallinser, den vågledarbaserade sensorn för tillstånds- / härdövervakning och NDE med robotik.
IIT madras inkubation cell ekosystem stödde oss på ett sådant sätt att vi kunde börja direkt från labbet. Vi använder förstklassiga anläggningar för att bygga och testa dina produkter. IIT-M hjälpte XYMA att ta produkten till branschen, vilket tar dig en mil framåt.
Fråga: Vilka är framtidsplanerna för XYMA Analytics och hur ser du marknaden?
Indien är en liten del av den globala marknaden där vi för närvarande har distribuerat våra produkter. Vår expansion kommer också att omfatta samarbete med forskningscentra och universitet över hela världen för att öka FoU på våra framtida AI-baserade XIoT-sensorer för processoptimering. Detta hjälper till att utföra intelligent tillgångsövervakning för att utföra riskbedömning och uppskattad livslängd för att förbättra säkerhet och effektivitet är i kärnbranscherna. XYMA fokuserar på att distribuera våra avancerade patenterade lösningar till globala olje- och gasmarknader, tillverkningsindustrin och ta inhemsk kärnteknik byggd i Indien till resten av världen.