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

Stort intresse för köp av anrikt bruk

Artificiellt löv kan lösa klimatkrisen

Lämnar styrelseuppdraget till följd av tidsbrist

Ny testturbin med 3D-printade brännare

Senast år 2025 är ambitionen att all fjärrvärme i Göteborg produceras av förnybara eller återvunna energikällor. Det har lett till ett nytt samarbete.

Nu kan alla lära sig mer om AI

Dödsolycka vid Skutskärs Bruk

Nyhetsbrev

Dålig koll på hantering av giftiga ämnen

Arkiv

OKG installerar härdnödkylsystem

Stora Enso certifierar arbetsmiljön

Plus

Livsmedelsbranschen måste digitalisera nu

Vi har besökt konferensen Nordic Food Industry med fokus på ny teknik och innovation som kan stärka den svenska livsmedelsindustrin.

Brand i smältverk - oro för radioaktivt utsläpp

Hur macho är det i gruvorna numera?

Återvinn outnyttjade värmeflöden

Varje år slösas mängder av energi bort genom att outnyttjade värmeflöden inte tas omhand.

Sålde 190 000 utsläppsrätter

Publicerar riktlinjer för att driftsäkra OT 

Plus

Appen minskar springet

Apparna i telefonerna underlättar för många i vardagslivet. Nu gör de även intåg på verkstadsgolvet. Vi har talat med SKF som sparat mycket tid med en egen app.

Boliden fortsätter investera i eldrift

En årlig bränslebesparing på 5 500 kubikmeter diesel och ökad produktivitet är den förväntade belöningen när Boliden nu planerar för investeringar på cirka 300 miljoner kronor för att elektrifiera transporter i dagbrottsgruvorna Aitik och Kevitsa.

De unga är ett hot mot industrin

Så här vill industrin bli fossilfri

Den koldioxidfria cementen

Uppdaterad: Fastklämd avled efter skador

"Sverige halkar efter. Många icke automatiserade länder kommer ikapp"

Inköpschefsindex sjunker för industrin andra månaden i rad 

"Det finns ett gemensamt intresse att få in ännu fler samverkande företag i verksamheten"

Ett steg närmare plastreturraffinaderi

Det går bra för industrin - med ett undantag

Revisionsstopp - en fick föras till sjukhus

Mer pengar till vattendraken

Epiroc anpassar arbetsstyrkan

Den här ska förvandla rishalm till bioenergi

SSAB delar ståldata

Glöm palmoljan, nu kommer svampen

Brytpunkten för ”Industri 4.0” närmar sig

Plus

Bakteriefritt i skärvätskan

Digitalt stöd till pappersbruket

Pappret som fångar olja i vatten

Se alla Företagens egna nyheter

Optisk filtrering, vad är det som krävs?

Profibus repeater MULTIrep

Dolphin vätskeringvakuumpumpar

Allen-Bradleys 7 nya säkra I/O moduler förenklar integrering

Effektiv vakuumförsörjning för tillverkning av husbilar

BUS eller godis?

SKF knyter tätare band med RS Components

Kostnadseffektiv kommunikation med IO-link!

Mätteknik för vakuum i ny tappning

RS Components blickar norrut och fokuserar på närhet till ku

Universellt tillämpligt, kompakt och hög precision!

RS Components lanserar mångsidig gateway för Industriell IoT

RS Components ingår globalt avtal med Maxim Integrated

Är er verksamhet framtidssäker?

Spårbarhet inom tillverkning - Mer än bara RFID och streckkod!

Balluff Machine Vision konfigurationsverktyg, har du provat det än?

Certifiering av utrustning i farliga miljöer.

Robusta produkter från oss på Balluff!

För extrema miljöer!

Övervakning i realtid görs enkelt!

Gardner Denver’s Elmo Rietschle vakuumpumpar och Gas kompressorer hos AxFlo...

En lösning för att upptäcka blanka och reflekterande föremål!

För alla oss som tycker om choklad!

Nyttja den information du redan har i er produktion!

Låt oss på Balluff lysa upp din dag!

Sänd till en kollega

0.117