Väitös mittaustekniikan alalta, DI Sari Saxholm

Väitöskirjan nimi: Enhancing metrological traceability for pressure and multi-quantity measurements - A unified approach for static, dynamic, and digital calibration processes

Väittelijä: Sari Saxholm
Vastaväittäjä: Dr. Jiří Tesař, Český metrologický institut (CMI), Brno, Tsekin tasavalta
Kustos: Prof. Erkki Ikonen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu

Luotettavat mittaukset ovat välttämättömiä tieteessä, teollisuudessa ja sääntelyssä; ne muodostavat perustan turvallisuudelle, vertailukelpoisuudelle ja teknologiselle kehitykselle. Teknologioiden kehittyessä mittauksin valvottavat järjestelmät monimutkaistuvat ja sisältävät enenevässä määrin nopeasti muuttuvia olosuhteita ja useiden toisistaan riippuvien suureiden samanaikaista mittausta. Mittaustulosten metrologista jäljitettävyyttä tulee kehittää vastaamaan nykypäivän ja tulevaisuuden vaatimuksia.

Metrologia tarkoittaa mittaustiedettä ja sen soveltamista. Väitöskirjassa tarkastellaan, miten metrologista jäljitettävyyttä vahvistetaan haastavissa mittaustilanteissa. Kalibrointimenetelmiä, mittanormaaleja ja digitaalisia prosesseja kehittämällä muodostetaan yhtenäinen viitekehys, joka vastaa monipuolistuviin mittaustarpeisiin.  Jäljitettävyyttä tarkasteltiin neljällä eri soveltamisalueella: painemittaukset, monisuuremittaukset (paineen, lämpötilan ja kosteuden samanaikainen mittaus), dynaamiset painemittaukset, ja reaktiivisten kaasujen mittaukset (hapettunut elohopea). Lisäksi tarkasteltiin soveltamisalasta riippumattomia digitaalisia jäljitettävyysketjuja.

Työn tuloksena toteutettiin paineen mittayksikkö SI-järjestelmän (kansainvälinen mittayksikköjärjestelmä) perusyksiköiden avulla. Monisuuremittauksissa ja dynaamisen paineen mittauksissa käytettäviä mittalaitteita varten työssä kehitettiin kalibrointilaitteistoja, jotka mahdollistavat metrologisesti jäljitettävät kalibroinnit reaalimaailmaa vastaavissa olosuhteissa. Tehdystä työstä on hyötyä mm. ilmastontutkimuksessa, teollisessa prosessinohjauksessa, moottoridiagnostiikassa ja turvallisuuskriittisissä järjestelmissä. Reaktiivisten kaasujen mittauksiin liittyen työn tuloksena kehitettiin kalibrointikaasugeneraattori, jonka luotettavuutta parannettiin kattavan mittausepävarmuusanalyysin avulla. Tuloksia voidaan hyödyntää mm. päästöjen valvonnan jatkuvatoimisen mittauksen tarkkuuden parantamisessa. Lisäksi työssä kehitettiin digitaalisten kalibrointiketjujen jäljitettävyyttä tutkimalla jäljitettävyysdokumentaation, kuten kalibrointitodistusten, digitalisointia. Tuloksista on hyötyä laajemman tavoitteen saavuttamisessa; datan parempi hyödynnettävyys mahdollistaa sen integroinnin laatujärjestelmiin ja automatisoituihin työnkulkuihin.

Väitöskirjatyön tulokset vahvistavat metrologista jäljitettävyyyttä usealla soveltamisalueella sekä parantavat mittausten ja mittaustulosten luotettavuutta ja vertailtavuutta.

Avainsanat: jäljitettävyys, luotettavuus, kalibrointi, mittaus, metrologia

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aalto-yliopiston riiputussivu

Yhteystiedot:
https://www.linkedin.com/in/sarisaxholm