Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Letem technickým světem
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Letem technickým světem

Každý den nás překvapuje zprávami z vědeckotechnické sféry, která je nám sice ve své podstatě blízká, ale přesto někdy v detailech vzdálená, protože stačíme sledovat jen svůj obor. V tomto letošním seriálu stíráme hranice úzkého zaměřeni a zlehka se dotkneme překvapivých novinek odjinud. Kdo chce vědět víc, snadno si podrobnosti najde.

SENZAČNÍ SENZORY

Ze školy víme, že senzor (z anglického sensor, tentýž význam mají výrazy čidlo nebo snímač) je obecně řečeno zdroj informací pro nějaký řídicí systém (například mozek), v užším slova smyslu technické zařízení (součástka), které měří určitou fyzikální nebo technickou veličinu a převádí ji na signál, který lze dálkově přenášet a dále zpracovat v měřicích a řídicích systémech.

Senzory se dnes dostaly do popředí zájmu, protože jako zdroj informací hrají zásadní roli v současném rozmachu digitalizace. Jasně to prokázal už 24. ročník veletrhu Sensor + Test, který se konal v Norimberku. Zúčastnilo se jej 568 vystavovatelů z celého světa a atraktivní novinky ze světa senzorů, měřicí a testovací techniky si přišlo prohlédnout více než osm tisíc odborníků. Veletrh a doprovodné odborné kongresy naznačily trendy jejich dalšího směřování. Podle německého Svazu pro senzoriku a měření (AMA) platí tento veletrh za platformu výměny zkušeností v Evropě ojedinělou.

Mezi nejpřitažlivější exponáty patřily piezorezistivní křemíkové senzory pro měření tlaku v kapalných a plynných médiích. Jedná se o tištěné senzory schopné používat spojení Bluetooth. Nemenší zájem vzbuzovaly předpřipravené senzorové moduly a keramické senzory pro automobilový a spotřební průmysl.

Za trend považují někteří odborníci také miniaturizované tištěné senzory v kompaktním kovovém pouzdře pro měření různých dat, např. absolutního a relativního tlaku od 50 mbar do 10 barů. Mají rozměry 35 x 25 x 25 mm a nacházejí uplatnění jak ve zdravotnické technice, tak v gastronomii nebo při sledování plnění kapalinových zásobníků či při měření tlaku v tzv. čistých laboratorních prostorách.

Jako senzaci označovali někteří návštěvníci nejmenší digitální senzor na světě, který má rozměry pouhých 5 x 8 x 5 mm. Nabízejí se mu velké možnosti především v medicínských přístrojích při měření objemu průtoku. Samozřejmě šance na uplatnění se rýsují také v počítačových aplikacích. Díky extrémně nízké spotřebě energie a rozhraní RFID se už osvědčil v zařízeních pracujících na baterii.

Zaujaly také jemné diferenciální senzory tlaku s křemíkovými membránami velkými 1 mm2 umístěné na čipu velikosti 9 mm2.
Vědci na University of California San Diego vyvinuli tepelný senzor, který ke svému provozu téměř nepotřebuje zdroj energie. Stačí mu jen 113 pW, což je výkon blížící se nule. Díky tomu se hodí k využívání v nositelné elektronice nebo v implantátech.

Senzor je aplikován na čipu o velikosti 0,15 mm2 a pracuje v teplotním rozsahu od 20 °C do 40 °C.

V souvislosti s rozšiřováním aplikací pod označením Průmysl 4.0 a s prosíťováním výrobních linek nebo bezpilotních automobilů se do popředí zájmu dostávají tzv. fúze senzorů. Přesněji, jedná se o fúzi dat ze senzorů, což je postup, kterému se přisuzuje velký růstový potenciál.


Senzory nasazené v energetice umožňují řídit elektrárny i celé energetické soustavy vysoce efektivně, a tak snižují náklady.

Proces kombinování dat z různých senzorů umožňuje zvýšení informovanosti čili spolehlivější základ pro rozhodování. Ale nejen v Průmyslu 4.0 a u autonomních vozidel je nutné propojit data z různých senzorů. Také ve spotřební elektronice a lékařské technice po nich roste poptávka. Dnes je jasné, že inteligentní továrny budoucnosti stojí a padají s nasazením senzorů. V reálném prostředí dnešních výrobních hal se mechanické, tepelné, elektrické, magnetické nebo chemické senzory používají jen v omezené míře. Důvodem pro fakt, že stávající senzory z řady důvodů nemohou být integrovány přímo do výrobního prostředí. A tam, kde se používají senzory, jsou jejich signály často nejednoznačné. Získávají se například signály detekované snímačem tlaku, ale bez informací o postavení obrobku a nástroje – to může vést k chybné interpretaci.

Proto se nyní vyvíjejí systémy s více senzory, vlastně celé sítě senzorů nebo integrovaná řešení, která umožňují zaznamenat několik různých měření.


Tepelný senzor, který ke svému provozu téměř nepotřebuje zdroj energie.


CHYTRÁ RUKAVICE

Atraktivní uplatnění nacházejí senzory také v tzv. chytrých rukavicích. Na tradiční ochranu rukou jsou umístěny senzory, které ulehčují a urychlují jednotlivé pracovní kroky. Přístroj například ukazuje, zda montér použil správný díl nebo zda byly jednotlivé pracovní kroky správně provedeny.

Takové rukavice, jež jsou už například nasazeny v automobilce v Mladé Boleslavi, také mohou zaznamenávat data, stejně jako běžný skener – ale na rozdíl od něj jen jedním pohybem a bez žádných dalších přístrojů. Zboží tak lze rychle a pohodlně registrovat. Kromě toho jsou díky rukavici jednotlivé pracovní kroky pro uživatele také ergonomičtější: evidence dat nebo kontrola materiálu jsou integrovány do přirozených pohybů ruky.


Chytré rukavice osazené senzory se už uplatňují například v automobilce Škoda Auto.

 

S inteligentní rukavicí lze kódy načítat jak vertikálně, tak horizontálně. Načtený kód se následně potvrdí tlačítkem na ukazováku. Jeho správnost je potvrzena akusticky nebo vibrací. Tím se zabrání skenování nesprávného kódu.


ZVUK PROZRADÍ VADU

Startup Neuron Soundware, který byl založen v roce 2016, získal svou prvotní investici od pražského seed akcelerátoru StartupYard. Právě zde zakládající skupina složená z AI specialistů v čele s Pavlem Konečným vyvinula technologii, která na základě zvuků ze strojů v těžkém průmyslu dokáže určit jejich poruchu. Základem je zvukový senzor. V průběhu času se tato technická novinka sama naučí rozpoznávat mechanické problémy spojené s určitými zvuky a odhadnout tak pravděpodobnost, že je se strojem není něco v pořádku.

Pilotní projekt s úspěchem vyzkoušela v Berlíně Deutsche Bahn na eskalátorech v pěti stanicích dráhy S-Bahn.

Od doby, kdy prošli akceleračním programem StartupYard, vytvořili vývojáři Neuron Soundware zařízení, které využívá špičkových senzorů používaných v leteckém průmyslu společně s audio softwarem, který může být instalován přímo do průmyslových strojů. Toto zařízení tak může varovat před budoucí mechanickou závadou na stroji.

Neuron Soundware oznámil v roce 2016 spolupráci s firmou Siemens a ve stejném roce byl přizván i k účasti v Airbus Inovation Lab.

Pavel Konečný, spoluzakladatel a CEO startupu Neuron Soundware, nyní oznámil společně s Adamem Kočíkem, managing directorem J&T Ventures, investici ve výši 16 milionů korun. Ta by měla pražskému startupu umožnit získat první klíčové trakce s jejich unikátní technologií strojového učení pro těžký průmysl. Investice má pomoci jmenovanému startupu posílit tým, vylepšit současnou technologii a rozšířit okruh zákazníků o letecký, železniční a automobilový průmysl.

Podle Konečného je technologie založená na „hlubokých neuronových sítích” schopna učit se ze zvuků, které vydává každý stroj, a detekovat je– na rozdíl od lidského ucha, pro něž mohou být různé zvukové frekvence neslyšitelné. Zabrání tedy případné poruše či katastrofě dříve, než by to zpozoroval lidský faktor.




Na eskalátorech v Berlíně se testoval unikátní český senzor, který podle zvuku odhalí poruchu.

Pavel Konečný sám o této technologii říká: „Zvuk je komplexní a univerzální zdroj dat, což je důvodem, proč je v centru pozornosti výrobního průmyslu. Člověk nedokáže poslouchat najednou 100 leteckých či dieselových motorů po dobu tisíců hodin a cokoli z toho vyvodit. Náš stroj toto však dokáže a v případě, že se pokazí například jeden motor, může se toto poznání aplikovat na všechny zvuky, které stroj zaznamenal z minulosti, což významně zvyšuje schopnost rozpoznat chybný faktor a předejít tak případnému problému.“

Karel Sedláček

Sedlacek.Kar@seznam.cz

Další články

Zajímavosti ve vědě a technice
Informační technologie/E-business
Průmysl 4.0

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky













Sledujte nás na sociálních sítích: