Mot tillförlitliga och spårbara kvantbaserade tryckmätningar

Noggranna tryckmätningar är nödvändiga inom en mängd områden: klimat, medicin, tillverkning, energi och forskning. Det kan handla om flygsäkerhet, driftsäkerhet vid kraftverk och förebyggande av läckage i anslutning till giftigt avfall eller kärnavfall.

Nuvarande metoder för att realisera SI-enheten för tryck, pascal, förlitar sig att applicera en känd kraft på en känd yta. Men i samband med revideringen av SI-systemet i maj 2019, då Boltzmanns konstant fick ett fastställt värde, öppnades en alternativ väg till att realisera pascal genom att mäta brytningsindex och temperatur hos en gas. En sådan realisering av pascal, och andra liknande kvantbaserade tillvägagångssätt som undersöks i detta projekt, är inte beroende på vikter eller rörliga delar, utan utnyttjar i stället gasens egenskaper.

Huvudmålen med projektet är att etablera en europeisk infrastruktur för de nya teknikerna, minska osäkerheterna och försöka förbättra effektiviteten i kalibreringskedjor.

Bygger på tidigare forskning

RISE har länge varit drivande i arbetet med att utveckla de nya instrumenten och metoderna tillsammans med Umeå universitet, bland annat genom ett gemensamt doktorandprojekt och i det europeiska projektet QuantumPascal, vilket var en direkt föregångare till detta projekt.

Kvantbaserade system och metoder

Projektet ska utveckla spårbarheten för pascal genom kvantbaserade instrument och metoder, som täcker området 1 Pa till 1 MPa. De nya instrumenten och metoderna ska också utvärderas i praktiska tillämpningar.

En skillnad mot det tidigare QuantumPascal-projektet är att fokus kommer ligga på att använda kväve som mätgas. Detta då kväves termodynamiska och elektrodynamiska egenskaper är relativt outforskade trots att kväve används flitigt för olika ändamål. Att bestämma egenskaperna för kväve och därmed öka tillförlitligheten i mätningarna blir en viktig fråga för projektet.

Europeiskt samarbete

Projektet leds av tyska PTB och involverar många partners från flera europeiska länder. RISE leder det största arbetspaketet, som handlar om att utveckla metoder och mätinstrument baserade på så kallad Fabry Pérot-refraktometri. Vi deltar också i övriga arbetspaket, bland annat i arbetet med att utveckla ett system för mätning av dynamiskt tryck som baserar sig på Rayleigh-spridning.