23948sdkhjf

Trojansk pellet förbättrar gruvprocessen inifrån

| Av Redaktionen Processnet | Tipsa redaktionen

Forskare vid Luleå tekniska universitet har tillverkat en pellet som ska rapportera inifrån LKAB:s transportsystem. Syftet är att förbättra processen med hjälp av ny insidesinformation.

Bildtext: Antennprototyp med ferritkärna och lindning i endast en riktning, vilket gör att detektorn kan missa den i vissa döda vinklar. Däremot är räckvidden bra.

Tidigare har elektronikforskarna sysslat med optimering av likriktare för att utvinna så mycket energi som möjligt ur små växelströmmar. I det här projektet, som just nu håller på att avslutas efter ett och ett halvt år, har målet varit att följa råvaror i bulkform genom en process. Från nytillverkade järnmalmspellets i transportkedjan till slutkund. Projektet heter Epellet.

– För oss var det ett naturligt steg att gå vidare och tillverka ett chip, utvärdera olika antenner och spolar. I labmiljö fungerar vår prototyp bra och för en månad sen gjorde vi vårt första test i riktig produktionsmiljö och det var ett lyckat försök, säger Jonny Johansson, docent i industriell elektronik vid LTU.

På vägen har de fått lösa flera olika problem. Förutom att själva miljön är krävande ur nötnings- och skakningssynpunkt ger omgivande järnpellets upphov till avskärmande effekter och påverkar de magnetiska fälten.

Tekniken bygger på så kallad passiv RFID. Samma teknik används i kortläsare för inpassering genom dörrar eller betalning på bussar. Istället för att kretsen drivs av ett batteri får den energi vid passering av ett magnetfält. Denna energi är tillräcklig för att kretsen ska kunna skicka en signal som fångas upp av en mottagare.

– Ett av de större problemen är att lösa avståndsfrågan. För att passerkort ska fungera lägger du dem nära läsaren, men om vår pellet befinner sig under ett decimetertjockt lager av järnpellets på ett transportband blir det hela genast mycket svårare, säger Jonny Johansson.

Antennen behöver därför vara relativt stor, och inte nog med det, den måste fungera i alla tre olika riktningar om en vill vara säker på att den alltid ska fungera. Det är en form av energiskördning och bygger på elektromagnetisk induktion. Antennen tappar sin känslighet om den ligger parallellt med fältet, och därför behövs totalt tre antenner: en i x-led, en i y-led och en i z-led.

Lösningen har blivit att linda spolantenner till en boll i samma storlek som de pellets som forskarna vill efterlikna. Hittills har de utvecklat två prototyper: en med ferritkärna som har bättre räckvidd men som inte alltid upptäcks när den passerar en detektor, och en som har sämre räckvidd fast som inte har några döda vinklar.

– Om tekniken blir tillräckligt billig går det att använda större mängder pellets med ferritkärna och acceptera att vissa inte detekteras. Eller så får vi använda den andra prototypen och försöka öka räckvidden på andra sätt, konstaterar Jonny Johansson.

För om räckvidden är för kort så räcker inte den inducerade energin till att väcka deras pellet ur sitt strömlösa tillstånd. Dessutom måste strömmen räcka för att skicka information till övervakningssystemet.

Att efterlikna riktigajärnpellets har varit en annan utmaning. Eftersom deras trojanska pellet är alldeles för lätt kommer den att flyta upp och surfa på ytan. I vissa fall kanske det är användbart, men inte alla gånger, exempelvis om en silo alltid tappas i den nedre delen. Justering av densiteten har forskarna löst med hjälp av volframfylld epoxi.

Men basen i deras forskning är egentligen inte att utveckla hårdvara, testa olika material och utforma detektorer, utan deras expertis är att utveckla elektoniken för att utvinna energin ur de olika riktningarna på ett effektivt sätt.

– Nu har vi arbetat fram en teknik som kan användas överallt för att detektera positioner och flöden i en process. I gruvindustrin är det bara att anpassa storleken och densiteten på vår pellet. Användning i andra processindustrier kräver lite större förändringar. Fast egentligen är det bara fantasin som sätter gränser, säger Jonny Johansson.

Oavsett hur tekniken kommer att användas krävs mer forskning, särskilt när det kommer till vätskor. Det går inte att kasta ner deras elektronik i vilken process som helst. Förmodligen måste den kapslas in i olika material beroende på den omgivande miljön. Redan nu finns ett nytt forskningsprogram som ska forska vidare på just de här frågeställningarna.

– Jag skulle gärna vilja lagra lite energi också, men det är nog inga större problem. Det finns gott om plats inuti spolantennen för att få plats med några kondensatorer eller ett litet batteri, säger Jonny Johansson.

Med lagrad energi kan dagens passiva RFID bli aktiva och till exempel analysera omgivningens fukthalt eller gassammansättning och samla olika sorters data på ett helt annat sätt.

Idag koncentrerar forskarna sig på att mäta temperatur, tryck och acceleration vid lastning, lossning och transportering. Alltså i praktiken spårbarhet i transportkedjan. Att mäta temperatur i sintringsugnar eller smältverk i tillverkningsprocesserna ligger fortfarande en bit bort.

– Det känns bra att vi utvecklat en så tydlig applikation utifrån vår elektronikforskning. Oftast arbetar vi ju med att förbättra någon liten moj i ett större system, och så publicerar vi våra forskningsresultat i en nischad elektroniktidskrift. Nu har vi arbetat fram ett helt nytt koncept och det arbetssättet har tilltalat mig, säger Jonny Johansson.

Jesper Gunnarsson

Artikeln tidigare införd i Process Nordics Automationsbilaga april 2015
Håll dig uppdaterad med Process Nordic
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

100 dagar svartlutstest – sedan ny fabrik

Affär nära - de kan köpa betydande ABB-verksamhet

Arbetsplatsolycka i Lidköping

Skyltar för mer säkerhet och effektivitet

Kina vinner men Sverige har potential

Kärnkraftsrekord

Nyhetsbrev

Nytt utvecklingscenter inom AI

Arkiv

Han blir ny VD för papperskoncernen

2

Så här får det inte se ut

Brand på Holmens pappersbruk

Minskar utsläppen med 570 ton per år

Naturgas växer allt mer

Storaffär i konsultbranschen

Skogens storbolag toppar i unik lista

LKAB rör om i organisationen

Plus

Är din pump optimerad?

Den som vill optimera sin pump har ett par verktyg till sin hjälp, pumpkurvan och standarden ISO 14414. Rätt använt kan de ge minskade kostnader för energianvändning och underhåll.

Effektiviserar tillverkningen med nytt stål

Efterfrågad metall dyrare än guld

Plus

Hur säker är din process?

Hur vet du att din process är säker? Frågan ställs av säkerhetskonsulterna Anders Jacobsson och Johan Ingvarson som menar att processäkerhetsindikatorer kan vara ett svar.

Debattartikel – Sverige behöver bygga nya kärnkraftverk

Lägga grafen på pappret

SSAB visar nytt stål för svetsning

Plus

Liten, billig och smart

Den är inte mycket större än en tändsticksask där den sitter fasttejpad på en del av en pappersmaskin hos Ahlstrom-Munksjös pappersfabrik i Jönköping. Men även om den inte ser mycket ut för världen kan den förändra hur företaget arbetar med underhåll. Process Nordic har besökt anläggningen.

Stororder till Alfa Laval

Solen driver indunstare

Borealis investerar i ny styrutrustning

Robotvd avgår

Ny chef för Boliden Kokkola

Sandvik köper kinesisk verktygstillverkare

Kan man lita på IoT?

Kemdykare fick stoppa ammoniakutsläpp

Vd slutar och bolaget får pengar från EU

400-årigt kemibolag byter namn

Akademiskt samarbete för smartare tryckluft

Investering i kartongbruk

Gruvan bryts med batteri

Förvärv inom tryckluftsbranschen

Se alla Företagens egna nyheter

Universal koppling till IO-Link

RS Components presenterar vinnaren av DesignSparks designtävling "Summer of Sound"

Enkel och praktisk IO-Linklösning

Tryck din egen rörmärkning med nya Flo-Code Print!

Träffa JUMO på EUROEXPO mässan i Örebro, 28-29 november

Innovativ, kompakt SIL- och PL-lösning för temperatur- JUMO Safety Performance

Velocity ett nytt sortiment av tryckluftdrivna membranpumpar från Wilden

Nyhet! Snabb och exakt flerfärgs märkmaskin med utskärning – SMS R1

Träffa AxFlow på Euro Expo Örebro 28-29 november 2018

Termiska flödesregulatorer

Ny Linjelaser i rostfritt stål

RS Components meddelar att Microchips nya utvecklingskort med AVR®-mikrokontroller är tillgängliga

RS Components släpper information om Big Step Challenge på electronica 2018

Universal användning – även under svåra förhållanden

RS Components erbjuder nu kalibrerade produkter

Träffa JUMO på EUROEXPO mässan i Växjö, 17-18 oktober

RS Components presenterar distributionsavtal för industriella produkter från Control Techniques

RS Components lanserar system med IP67-klassade 1,80 mm kabel-till-kabel-kontakter från Molex

RS Components lanserar det första industriella PLCnext-styrsystemet

RS Components erbjuder innovativ vakuumformare av skrivbordsmodell från uppstartsföretaget Mayku

Besök JUMO på Scanautomatik / Processteknik mässan i Göteborg, 9-11 oktober

Anmäl dig till höstens webinar

RS Components fokuserar på innovation och inspiration på electronica 2018

RS Components lanserar podcasten History Makers

Scanautomatic 2018

Sänd till en kollega

0.183