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)

Mest läst

Startsidan just nu

Kinesisk cyberattack mot SKF

Vi önskar dig en skön sommar!

Vi tar semester i juli och är tillbaka med nyhetsbrev och daglig nyhetsuppdatering i augusti.

"Vi var inte redo för AI"

12 år efter tillståndet är villkoren fortfarande inte klara

Kolfiber gör vätgas av avloppsvatten

Metanol från Perstorps restströmmar

Nyhetsbrev

Högsta malmproduktionen någonsin

Arkiv

Ortsbor plågas av brukets nya maskin

Plus

AI skapar morgondagens superjäst

Banar väg för svensk livsmedelsindustri

Hur kan ny teknik lösa livsmedelsindustrins utmaningar? Det blir den avgörande frågan på den nya mötesplatsen Nordic Food Industry.

Plus

Lignin + cellulosa = kolfiber

Lättvikt blir en allt viktigare egenskap särskilt inom fordonsindustrin vilket öppnar upp för kolfiber. Dagens kolfiber är dock ofta fossilbaserad vilket knappast är förenligt med framtidens material utan många tittar på bioråvaror, som att göra kolfiber från lignin och cellulosa.

Plus

Mäta rätt ska vara lätt

En processindustri består ofta till stor del av rör för transport av vätskor eller gaser och flödesmätning är därför a och o, men det finns många varianter. Vi har tittat närmare på mätarna.

Han blir ny affärsområdeschef för Iggesund Paperboard

Förvärvar för 21 miljoner euro

Lämnat underlag för bedömning om hållbar biomassa

Ännu mer pengar till vattendraken

Etanol är världens ledande hållbara drivmedel

Produktionen av hållbar etanol ökade med 7,7 procent 2018 och står nu för 73 procent av världsmarknaden för biodrivmedel. Kemi- och biodrivmedelsföretaget Sekab betonar att etanol har potential att kraftigt sänka utsläppen i Sverige och bidra till att fasa ut vårt oljeberoende.

Norsk gruvdrift på havsbotten

Skadeståndskrav mot Boliden avvisas av HD

Preemraff utrymt efter svavelläcka UPPDATERAD

"Svenska företag måste engagera sig"

Stora Enso öppnar för besök i sommar

Nu öppnar kommunen för expansionen

Oljeriggoperatör i konkurs

Går från Holmen till Boliden

Nu ska de utvinna naturgas i Sverige

"Gruvorna kommer undan för billigt"

Papperstillverkaren fortsätter vara hållbar

Högsta domstolen får avgöra tillståndet

Svenska industriföretag redo för 5G

Oljeutsläpp hos pappersbruket

Beslut skjuts upp - nu planeras för nästa raffinaderi

Vid Biobase visas ny teknik för tillverkning av ligninolja

Klimatneutral cementindustri

Gruvornas roll i en hållbar framtid

Ny förening för standardiserat datautbyte

Se alla Företagens egna nyheter

Vad gör vi på Balluff?

Hur mycket läser du?

Affärsområdesansvarig till Ferroman Engineering AB, Göteborg

Var rädd om dig i Sommarsverige!

Följ med Wexoe till Rockwell Automation TechED i München 21-24 oktober 2019

RS Components får distributionsrättigheter för passiva komponenter från Yageo

Hygienisk , exakt och robust tryckgivare - JUMO TAROS S46 H

Vad är kopplingen mellan Industry 4.0 och IO-Link?

R 5 0760 A PLUS den intelligenta vakuumpumpen med integrerad frekvensomvandlare

När det krävs stor noggrannhet är avståndsmätare rätt val!

RS Components lanserar en serie kompakta industriella kontaktdon för hög överföringshastighet

RS Components lanserar en ny serie DC-DC-omvandlarmoduler med hög effekttäthet

RS Components presenterar ny och mycket prisvärd PoE-testare från Fluke Networks

Vilka är fördelarna med elektrisk drivteknik?

Följ med Wexoe till Rockwell Automation Fair i 18-21 November 2019

Alitea-varumärket firar 40 år!

RS Components lanserar USB- och AV-kablar från RS PRO

Uppfyll de höga kraven inom livsmedelsindustrin med IO-Link-lösningar från Balluff!

Öka effektivitetsnivån och kvalitén i era automationsprocesser!

Möjlighet att ha översikt på temperaturen i många olika applikationer samtidigt, går det?

Tillförlitlig information av era automationsprocesser i realtid!

Välj rätt bland våra belysningsmetoder!

RS Components introducerar en IoT-utvecklingssats med Bluetooth® Low Energy...

Exakta positioner med pneumatiska cylindrar!

RS Components lancerar Hartning kontaktdon med påmonterad anslutningskabel

Sänd till en kollega

0.117