Sensoren, half zo duur, dubbel zo performant - artikel

Plant & Factory 15/04/2021 10:13:25

Sensoren zijn de werkmieren in de vierde industriële revolutie. Zij moeten immers als waterdragers data capteren uit hun omgeving en naar bovenliggende systemen communiceren.

Lees hieronder verder   
Verwant

Groots opgezet EU-project moet coatingindustrie innoveren en vergroenen

Trends en evolutie van Vlaamse cleantech

Borealis en Qpinch starten revolutionaire warmte­recuperatie-eenheid op

Incubator BlueChem voor duurzame chemie bestaat 1 jaar

Licentieovereenkomst op patenten tussen Umicore en BASF

Bioreactoren voor ArcelorMittal Steelanol-installatie geïnstalleerd

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Onderhandelen met impact

Online

van 19/05/2021 tot 26/05/2021

Leiding geven op afstand

online via Zoom

van 20/05/2021 tot 25/05/2021

Intellectual property for growing businesses

EP&C webinar

donderdag 20 mei 2021

Functionele veiligheid volgens machinerichtlijn

Online cursus IE-net

van 1/06/2021 tot 10/06/2021

Patent Enforcement in Asia

3 Live webinars

van 1/06/2021 tot 15/06/2021

Jouw spreekstem

Online

van 2/06/2021 tot 23/06/2021

Keuze van de redactie

(11/5) 3D-printen als basis voor nieuwe diagnostische testen

(10/5) Borealis en Qpinch starten revolutionaire warmte­recuperatie-eenheid op

(6/5) AI-platform leidt tot sneller en beter voorraadbeheer

(5/5) imec.istart Fund krijgt stevige kapitaalinjectie

(4/5) Primeur: Elektrische terminaltrekker tankt waterstof uit mobiel tankstation

(3/5) Gerrit Jan Schaeffer volgt Ronnie Belmans op bij EngergyVille

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Hoewel de functionaliteiten de voorbije decennia toenamen, daalden de prijzen. Meer waar voor minder geld dus. Dat iedereen data wil en de sensor een massaproduct geworden is, heeft daar alles mee te maken. Sensors bepalen niet alleen het aangezicht van de moderne geconnecteerde industrie. Ze zijn intussen ook in het dagdagelijkse leven gemeengoed.

Wie pretendeert van een slim apparaat op de markt te zetten, heeft meestal wel minstens een sensor aan boord. Volgens onderzoek van Deloitte groeit de markt voor slimme sensoren elk jaar met ongeveer 19%. Hoe dat komt? Sensortechnologie ontpopte zich de voorbije jaren als bijzonder betaalbaar. “Toen VEGA 25 jaar geleden zijn eerste radars lanceerde, moest je er minimaal 200.000 frank (+/- 5.000 euro) voor neertellen. Vandaag gaan ze voor een tiende over de toonbank en kunnen ze bovendien veel meer”, vertelt Peter Leemans, managing director VEGA.

Voortgedreven door automotive
Verschillende evoluties culmineren in deze prijsdaling. Ten eerste is er de trend naar miniaturisatie. “Een toestel toen had een hoogte van 50 cm, met een elektronicabehuizing van ongeveer 20 cm breed. Je hebt dus vanzelf al minder materiaal en dus ook minder coating, als de sensor daar om vraagt. Ten tweede verschoof radartechnologie naar een hoger frequentiebereik, waardoor de procesaansluitingen kleiner werden en het dus eveneens met een stuk minder metaal konden stellen.”

Maar het is door de grotere vraag naar chips, die toch het hart van de sensor vormen, dat de prijsdaling is ingezet. En dan moeten we naar de autoconstructeurs kijken. “Neem nu adaptive cruise control, waarbij de wagen zijn snelheid zelf aanpast aan zijn voorligger. Dit is in wezen niets meer of minder dan een afstandsmeting waar een sensor voor nodig is. Dat is maar een voorbeeld van wat er allemaal aan sensortechnologie in een wagen zit. Het aanpassen van de lichten in bochten, het regelen van de temperatuur in de verbrandingsmotor, het meten van de uitstoot … Automotive heeft van chips een massaproduct gemaakt.”

Chips slachtoffer eigen populariteit
Wagens, smartphones, tablets, ja zelfs de nieuwste koffiemachines … alles digitaal heeft eigenlijk chips nodig. De toenemende populariteit heeft echter een keerzijde. Nog voor er sprake was van een coronapandemie sloeg de toevoer van chips (vooral uit Azië) aan het sputteren. “De levertermijnen liepen steeds hoger op.


“R&D onderzoekt hoe we met een betrouwbaar sensorsignaal een 3D-profiel kunnen maken,” Peter Leemans - Vega

Het noopte het hoofdkwartier van VEGA in Duitsland al om voortaan zelf de productie van zijn chips te verzorgen. Geen aanvoermoeilijkheden meer. Bovendien kan je de chips dan beter afstemmen op je uiteindelijke toepassing, in ons geval niveaumeting. Wanneer iedereen dezelfde chips in zijn sensoren steekt, is het moeilijker je te onderscheiden in kwaliteit en betrouwbaarheid”, vertelt Leemans.

Samenspel hardware en firmware
Al is een sensor uiteraard meer dan zijn chip alleen. Zoals bij alle moderne technologie is het een kwestie van hardware en software. De evoluties in bandbreedte en in dynamisch bereik zijn belangrijk geweest in de verbetering van de prestaties van sensoren. Leemans: “Miniaturisatie heeft ook zijn invloed op de mechanische vooruitgang van een sensor gehad. Hoe kleiner en hoe dunner de microgolf die de sensor uitzendt, hoe beter het signaal te onderscheiden zal zijn van andere.

De hogere frequentie en bandbreedte die met miniaturisatie gepaard gaat, heeft met andere woorden ook de kwaliteit van de metingen vooruit geholpen. Vergelijk het met moderne televisies. Hoe hoger de resolutie, hoe minder hard de ogen moeten werken om het beeld te zien.” Wat software of firmware daaraan toevoegt is de ervaring van de fabrikant om de resultaten verder te verbeteren. Het signaal dat de sensor weer ontvangt moet immers nog geïnterpreteerd worden. Dat samenspel maakt de kwaliteit van de sensor.

Intelligentie achter de schermen
De grotere betaalbaarheid wil in geval van sensoren niet zeggen compromissen doen inzake functionaliteit. Integendeel. Het signaal dat uit de sensor komt is eigenlijk al sinds de jaren 80 bijna nog uitsluitend slim te noemen. Van dan al wordt er overgeschakeld naar een digitaal signaal dat wordt geëxtrapoleerd bovenop de nog onmisbare 4...20 mA standaard. “Volledig digitale sensoren blijven voorlopig de uitzondering, maar ze zijn zeker in opmars.

Het is vooral de intelligentie die de klant niet merkt die vandaag het verschil maakt. Vroeger moest de technieker met een zware oscilloscoop met de ladder op een tank kruipen om het signaal uit te lezen. Nu gaan inbedrijfstelling, configuratie, kalibratie, verificatie allemaal van op afstand en al dan niet gekoppeld aan personal tools zoals de smartphone of de tablet. Een app voor sensoren staat gewoon tussen je favoriete spelletjes en nieuwsapps. Die laagdrempeligheid, dat gebruiksgemak maakt dat sensoren voor veel meer toepassingen in aanmerking komen”

Nog meer toepassingen, nog lagere prijzen
Op korte termijn ziet Leemans de markt voor sensoren nog verder exploderen door een breder toepassingsveld. “Veel bedrijven beseffen nog niet hoe betaalbaar sensortechnologie is geworden, hoe kort de mogelijke ROI. Van zodra ze daar achter komen, hebben ze instrumenten in handen die hen zullen helpen om efficiënt, preventief en predictief te werken.” Wat de prijs betreft, zal de daling zich nog verderzetten. Althans voor de gemiddelde prijs van sensoren. “Je zal misschien geen prijsdaling merken, maar er wel nieuwe sensoren voor in de plaats krijgen met veel extra’s aan boord.”

En wat met de toekomst?
De R&D-teams van sensorfabrikanten blijven dus zeer actief. Ze voeren overigens nog steeds fundamenteel onderzoek uit om de grenzen van sensortechnologie te verleggen. Leemans: “In de eerste plaats om te garanderen dat een signaal werkt onder alle omstandigheden en voor alle producten. Anderzijds wordt er gekeken hoe we met een betrouwbaar sensorsignaal een 3D-profiel kunnen maken. Ook dit zal een samenspel tussen hardware en software vergen.”

Maar sensorfabrikanten lonken eveneens naar start-ups. “De markt verandert snel. Je moet echt bijblijven met nieuwe technologie, als je niet hetzelfde wil tegenkomen als Nokia. Vanuit de universiteiten kunnen er bijvoorbeeld ontwikkelingen komen die alles opengooien. Als je aan de top wil blijven, moet je soms een stap achteruit durven zetten die tegen je business ingaat om dan dubbel zo hard vooruit te gaan.” <<
Door Valérie Couplez

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Traceer items op een efficiënte manier met RFID-labels

Brady Corporation kan de optimale RFID-labelingoplossing ontwerpen voor het traceren van items en voorraadbeheer, geschikt voor elk oppervlak, o.a. geselecteerde antennes, chips, ...

Igus toont innovaties in virtuele tentoonstelling

Terwijl iedereen telewerkt, versnelde igus het tempo van zijn productinnovatie. Het motionbedrijf kon dit voorjaar uitpakken met 168 innovaties in kunststof.

Duitse staalbedrijven en Haven Rotterdam onderzoeken opzet waterstofketens

HKM, thyssenkrupp Steel en Havenbedrijf Rotterdam gaan gezamenlijk de mogelijkheid onderzoeken om internationale toeleveringsketens voor waterstof op te zetten.

Michaël Gillon laureaat van de Francqui-prijs 2021

Op 9 juni ontvangt astrofysicus Michaël Gillon de prestigieuze Francqui-prijs uit de handen van de koning voor zijn opzienbarend werk rond exoplaneten, planeten buiten ons zonnestelsel.

Digitaal transformatieproject weert papier op Roltex fabrieksvloer

Roltex, producent van dienbladen, kreeg steeds meer projecten met kleinere aantallen binnen. Door het extra papierwerk, de bijbehorende administratie, ..., daalde de productiviteit.

Cobotracks behaalt Techman certificatie

Hierdoor is het Genkse Cobotracks, zusterbedrijf van Vansichen Linear Technology, de eerste erkende fabrikant van tracks voor de internationale cobotproducent en bracht een zevende as uit.

Cruciaal deel van de LHCb-detector te CERN zit op zijn plaats

Vier van de eerste zes frames met lichtgevoelige SciFi-detectoren zitten nu op hun plaats in het LHCb-experiment op CERN. Meer onderhoud moet nog plaatsvinden. Herstart vindt plaats in 2022.

Incubator BlueChem voor duurzame chemie bestaat 1 jaar

BlueChem, gelegen op Blue Gate Antwerp, ondersteunt start-ups en scale-ups om hun innovaties voor de duurzame chemie van de toekomst te laten doorgroeien tot industriële schaal.

igus is nieuw lid van Profibus Nutzerorganisation

Profinet is 's werelds toonaangevende communicatie-oplossing op Ethernetbasis voor industriële automatisering (zelfs grote datavolumes worden snel en veilig overgedragen). Om het onderzoek naar de Profinet technologie in bewegende toepassingen te bevorderen is igus nu toegetreden tot de Profibus Nutzerorganisation e.V. als kabelspecialist.

Partners