Uutta teknologiaa, uusia osaajia ja innovaatioita

Transkriptio

1 Uutta teknologiaa, uusia osaajia ja innovaatioita Ryhmäpäällikkö

2 Mittatekniikan keskus (MIKES) 60 henkeä 7 henkeä

3 Mittatekniikan keskus Metrologian eli mittaustieteen ja pätevyydentoteamisen asiantuntija- ja tutkimuslaitos Kansallinen toimija eurooppalaisessa ja globaalissa verkostossa Yhteistyö: MIKESin kansalliset metrologian sopimuslaboratoriot MIKES-Aalto Mittaustekniikka, STUK, Geodeettinen laitos, SYKE Ilmatieteen laitos Otaniemen tiedeyhteisö CEMIS-yhteistyö (Kajaani-yhteistyö) SHOKit Euroopassa käytetään vuosittain noin 2 % BKT:stä mittaamiseen. 80 % maailmankaupasta sisältää mittaustuloksiin liittyviä sertifikaatteja EU-direktiiveistä lähes puolet sisältää mittaamiseen liittyviä vaatimuksia.

4 Yhteistyöllä tarkkuutta ja laatua Suomen bruttokansantuotteesta yli puoleen liittyy mittaamista tuotteiden laadussa ja turvallisuudessa terveyspalveluissa ympäristön valvonnassa elintarvikevalvonnassa tieteellisessä tutkimuksessa MIKESin tehtävänä on varmistaa, että ihmiset voivat luottaa ostamiinsa tuotteisiin ja saamiensa palveluiden laatuun ja turvallisuuteen

5 Suomen metrologiajärjestelmä

6 Metrologian eli mittaustieteen organisointi Suomessa MIKES on Suomen kansallinen metrologian laitos on, joka vastaa Suomen mittanormaalijärjestelmästä Useimpien suureiden kansalliset mittanormaalit ovat MIKESissä Virallisia kalibrointipalveluja tuottavat myös FINASin akkreditoimat kalibrointilaboratoriot Lakisääteisestä metrologiasta (esim. vaakojen vakaus) vastaa Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (TUKES)

7 Mittausten luotettavuuden perusedellytys on jäljitettävyys ja kalibrointi International Organization of Legal Metrology International Laboratory Accreditation Cooperation Kenttämittaukset Akkreditoidut laboratoriot U c (Y) Mutual Recognition Arrangement The Metre Convention KML SI Mittausepävarmuus Globaalit sopimukset ovat luottamuksen ja vertailukelpoisuuden perusta

8

9 Key comparisons EURAMET BIPM COOMET MIKES MIKES SIM MIKES MIKES APMP 250+ institutes 620 key comparisons

10 Avainvertailut esimerkkinä voima CCM.F-K1 CCM:n asiantuntijaryhmä (vetäjänä Prof. Manfred Petrs, PTB) teki päätöksen avainvertailun suorittamisesta lokakuussa 1998 Sydenyssä. Jaettiin neljään voima-alueeseen ja neljä pilottilaboratoriota 5 kn 10 kn (MIKES-Raute, Suomi) 50kN 100 kn (NPL, Iso-Britannia) 500 kn 1000 kn (PTB, Saksa) 2 MN 4 MN (NIST, USA) Mittaukset alkoivat vuonna 2001 ja loppuivat vuonna 2003 Loppuraportti valmistui vuonna 2009

11 kustannus Järkevä mittaustarkkuus valmistuskustannukset mittauskustannukset kustannukset yhteensä 1/10 1/3 mittausepävarmuus / toleranssiarvo

12 Mittaus ilman taitoa ja kalibrointia on arvausta Kalibroinnissa etsitään yhteys sovittuun vertailumittaan eli jäljitettävyys mittanormaaliin Kalibrointi ilman jäljitettävyyttä on turhaa rahastusta

13 PDB9985 Measurement results without statements of reliability (uncertainty) should not be taken seriously Paul De Bièvre Accreditation and Quality Assurance Editorial, 2 (1997) 269 P. De Bièvre SAPUZ Zürich July 1999

14 Suomessa osataan ja halutaan mitata oikein

15 MIKES - Kajaani Toiminta alkoi virallisesti On voiman, massan ja vääntömomentin kansallinen mittanormaalilaboratorio ja vastaa näiden suureiden tutkimus ja kehitystoiminnasta sekä mittanormaalien ylläpidosta Nestevirtauskalibrointilaitteistojen osalta kehitystyö on vielä osaksi kesken, laitteet saadaan kuitenkin tuotantokäyttöön kokonaisuudessaan vuoden 2012 loppuun mennessä. Tällä hetkellä 7,5 työntekijää vuoden 2013 aika tavoitteena työllistää 9 työntekijää

16 MIKES-Kajaani Voima, vääntömomentti ja suuret massat Vääntömomentti 0,01 Nm 20 knm Voima 1 N 1,1 MN Massa 50 kg 2000 kg Nestevirtaus ja massankierrätys 750 l/s Ø = 500 mm, l = 65 m, puhdas vesi 100 l/s Ø = 100 mm, l = 25 m, puhdas vesi 250 l/s Ø = 200 mm, h = 20 m, puhdas vesi 80 l/s Ø = 200 mm, l = 30 m, sakeus < 10 % Palvelut yrityksille Tutkimus teollisuuden tarpeisiin Asiantuntijapalvelut Koulutus mittausjärjestelmistä ja mittausepävarmuudesta

17 MIKES-Kajaanin toiminta 2012 Voiman, vääntömomentin, suurtenmassojen ja nestevirtauksen kalibrointipalvelut, sekä asiantuntijapalvelut CLEEN MMEA WP1.1 QC-työpaketin vetovastuu Mittaus, monitorointi ja ympäristötehokkuuden arviointi Tutkimustyön LUMO projektissa (Liquid Monitoring Using Novel Optical Sensors) yhdessä CEMIS-OULUn kanssa. MIKESin klubitoiminta: voima- ja vääntömomentti sekä nestevirtaus

18 Kaksivuotisessa Tekesin ja yhteistyöyritysten rahoittamassa LUMOhankkeessa on kehitetty edullisia reaaliaikaisia nestemittausantureita biopolttoaineiden analyysiin sekä metallipitoisuuksien monitorointiin nesteistä Esimerkkinä MPESanturilla (micro-plasma emission spectroscopy) mitattut Ag ja Mn signaalit Signaalien vaihtelua mittausten välillä (std) on saatu pudotettua n. 30 % 6 % ottamalla huomioon mittalaitteessa synnytettävän mikroplasman lämpötilan heilahtelut

19 Yhteistyö CEMIS hankkeissa TUNES Tulevaisuuden nestemittaukset Kehitettävien mittausmenetelmien mittausepävarmuuslaskelmat Tehdään kahdelle eri menetelmälle: kortisoli- ja kuparimittaukselle Tunnistetaan kaikki mahdolliset epävarmuustekijät Epävarmuustekijöiden kvantitatiivinen määrittäminen Yhdistetyn mittausepävarmuuden laskeminen

20 LIIKE - Liikunta- ja hyvinvointiteknologian mittausjärjestelmät Suksenpohjan 2D- ja 3D- pintaprofiilien karakterisointi ja tulosten analysointi ja tarkastelu suhteessa muihin mittauksiin (esim. luistotestit) Käytetty kromaattista konfokaalianturia Tehty kalibrointikappailla karakterisointimittauksia Saadut virheet yleensä 1 % -7 % alueella pinnanmuodoille 1 µm -10 µm Pinnanmuodon mittauksissa virheet helposti 10 % Artikkeli työn alla: Morphological and structural changes in the ski base resulting from ski use

21 ÄTYLI - Älykäs työkoneen lisälaite Hankkeessa anturoitavan vaunun rakenteen ja toimivuuden tarkastelu Vaunun konstruktion on uudenlainen siten, että siinä hallitaan pyörien yksittäisillä ripustuksilla ja pyörien tukivarsien keskinäisellä kytkennällä hydraulisylinterien avulla vaunun maavaraa ja kallistusta Tehtiin kirjallinen katsaus, jossa käsiteltiin mm. Voimien mittaamista vaunun eri pisteistä Voima-antureiden perusteella massan määritystä Tasapainotilan hallintaa anturitiedon perusteella Mittausohjelmaa, jossa vaunua vedetään mittaradalla ja kerätään mittaustietoa

22 NEMET Nestevirtausten mittaukset Kehitetty nestevirtausten metrologiatoimintaa ja tutkimusta. Nestevirtauskalibrointilaitteistojen kehitys Laitteistojen toiminnan mallintaminen Mittauksen matemaattinen malli ja epävarmuuslaskelmat Luotu tutkimusyhteistyötä mm. PTB ja TTY Luotu kansallisia yhteyksiä nestevirtausten parissa toimivien tahojen kanssa Kalibrointilaboratoriot Eri laitteiden valmistajat, maahantuojat Nestevirtausmittareiden kalibrointi MIKESille on uutta toimintaa Suomessa on akkreditoituja kalibrointilaitoksia, mutta niiden referenssimittareiden kalibroinnit ja jäljitettävyys Suomen ulkopuolelta

23 Muut hankkeet Toimintaympäristön kehityshanke - PAINEVESI Hankkeessa toteutettiin nestevirtauksen kansallinen primäärinormaali, jolla varmistetaan MIKESin asiakaspalvelussa olevien kalibrointijärjestelmien mittauskyvyn jäljitettävyys Oltu mukana hankevalmisteluissa NICK, OCEAN Opinnäytetyöt 2 AMK opinnäytetyötä, toinen Saksaan

24 Lähitulevaisuudet tutkimustavoitteet LDA virtausprofiilimittalaitteen käyttöönotto yhdessä TTYn kanssa Virtausprofiilien määritys eri nestekalibrointilaitteistoissa Nestevirtauksien metrologian tutkimus yhteistyössä kansallisten ja kansainvälisten tutkimuslaitosten ja teollisuuden kesken Lisää tutkimushankkeita nesteiden on-line analytiikkaan Mobiili epäpuhtaiden nesteiden tutkimusympäristön toteuttaminen Muunneltava kierrätysjärjestelmä bioja kaivannaisteollisuuden tarpeisiin Laboratoriotilat referenssimittauksiin

25 MIKES-Kajaanin palvelut Tarjoamme tutkimuskumppaneille: erinomaisen teollisen mittakaavan tutkimusympäristön nestevirtausten tutkimuksiin ja omien mittalaitteiden kehittämiseen Tarjoamme opiskelijoille: harjoittelupaikkoja/kesätyöpaikkoja mahdollisuuksia opinnäytetöiden tekoon haasteellisia tutkimushankkeita kansainvälisiä kontakteja (metrologialaitokset: mm. PTB ) kannustusta jatko-opintoihin

26

27 Kiitos!