Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

​MIKES-talon tilat on suunniteltu ja rakennettu vaativien mittausten tekemiseen. Kuva: Juho Kuva.

Kun osaat mitata, osaat parantaa

Leena Koskenlaakso | 6.5.2015

​VTT:n MIKES Metrologia osaa mitata. Se toteuttaa kansainvälisen SI-mittayksikköjärjestelmän ja tekee vaativia mittauksia Suomen teollisuuden tarpeisiin. Sitä kautta paranevat myös tuotteet ja kilpailukyky. 

Mittaustiede eli metrologia on näkymätöntä toimintaa yhteiskunnassa – se tulee esille vasta, kun joku asia ei toimi. Kuitenkin kaikkialla suomalaisessa elinkeinoelämässä ja teollisuudessa tarvitaan luotettavia mittauksia. 

– Mittaaminen liittyy yli puoleen Suomen bruttokansantuotteesta. Ilman luotettavia mittauksia muun muassa tuotekehitys, laadun valvonta ja turvallisuus, ympäristön ja elintarvikkeiden valvonta, terveyspalvelut sekä tieteellinen tutkimus eivät olisi mahdollisia, sanoo VTT:n Tietointensiiviset tuotteet ja palvelut -liiketoiminta-alueen johtaja Petri Kalliokoski. 

– On arvioitu, että jopa kymmenen prosenttia yritysten tuotantokustannuksista syntyy erilaisesta mittaamisesta. Tällöin melko pienetkin parannukset mittaustoiminnan tehokkuudessa ja automatisoinnissa voivat vaikuttaa merkittävästi yritysten kilpailukykyyn, sanoo VTT:n MIKES Metrologian tutkimuspäällikkö Mikko Merimaa.

Mittaustekniikka vaikuttaa myös kansainvälisen kaupan sujuvuuteen. 

– Monet tekniset esteet poistuvat, kun voidaan olla varmoja siitä, että molemmat osapuolet käyttävät samoja mittoja, sanoo Merimaa. 


 

Samat mitat Suomessa ja maailmalla

Vuoden alussa VTT:hen yhdistynyt Mittatekniikan keskus MIKES on Suomen kansallinen metrologialaitos.

– Me ylläpidämme ja kehitämme kansallista mittanormaali­järjestelmää yhteistyössä viiden sopimuslaboratoriomme kanssa. Sopimuslaboratoriot toimivat Aalto-yliopistossa, Suomen ympäristökeskuksessa, Ilmatieteen laitoksella, Säteilyturvakeskuksessa ja Maanmittauslaitoksen paikkatietokeskuksessa, kertoo VTT:n MIKES Metrologian tutkimusalueen päällikkö Heikki Isotalo.

Mittaustekniikan tärkein merkitys bruttokansantuotteen kannalta tuleekin tämän kansallisen mittausinfrastruktuurin kautta. Sen päälle yritysten on helppo rakentaa omia toimintojaan. 


 

Suomen tarkimmat mittaukset

– Suomen tarkimmat mittaukset tehdään MIKES-talossa Espoon Otaniemessä. Talo on suunniteltu ja rakennettu varta vasten vaativien mittausten tekemistä varten, Isotalo sanoo.

– Olemme tehneet paljon ennätyksellisen tarkkoja mittauksia. Olemme rakentaneet maailman hiljaisimman paikan ja tehneet maailmanennätyksen CERNin kehittämällä tekniikalla ajan siirrossa Espoosta Kajaaniin. Eurooppalaisten kollegojemme kanssa olemme toteuttaneet suurjännitelinjojen miljoonan voltin kalibroinnit maailmanennätystarkkuudella. Meillä on myös rakennettu maailman tarkin funktio­generaattori.

– Se, mitä me teemme, perustuu menestykseen kansainvälisissä vertailumittauksissa ja auditoituihin laatujärjestelmiin. Mittauksemme ja mittalaitteiden kalibrointimme ovat globaalisti hyväksyttyjä. Kerran mitattu hyväksytään kaikkialla teollistuneissa maissa, Isotalo kertoo. 

Metrologiatutkimuksen painopistealueita ovat energia, kvanttimetrologia, nano- ja mikrometrologia, spektroskopia ja ympäristö. MIKES tarjoaa jäljitettävyyspalveluita asiakkailleen pituuden, lämpötilan, massan, paineen, kosteuden, sähkön, voiman, vääntömomentin, vesi- ja kaasuvirtauksen, akustiikan sekä ajan ja taajuuden suurealueilla.

Tutkimustoiminnan tarkoituksena on uusien jäljitettävien mittausten mahdollistaminen, uusien mittausmenetelmien tutkiminen sekä mittalaitteiden kehittäminen. 

– MIKESin palvelut on suunnattu teollisuuden, akkreditoitujen kalibrointi- ja testaus­laboratorioiden, tieteen ja kaikkien tarkkoja mittauksia tarvitsevien käyttöön. Pääosa palveluista tehdään omissa laboratorioissamme, mutta toisinaan mittaajan on mentävä mitta­laitteineen mittauskohteen luo. Tällaisia tarkkuusmittauksia tarvitsevia on sekä kotimaassa että lisääntyvässä määrin myös ulkomailla. Eurooppalaisen ja tietysti erityisesti suomalaisen kilpailukyvyn parantaminen ja uuden liiketoiminnan syntyminen on vaikuttavuustavoitteissamme korkealla, Isotalo selittää.


 

Suomen virallisen ajan ylläpitäjä

Jokaisessa maassa on oma kansallinen aika, jota verrataan koordinoituun maailmanaikaan. MIKES vastaa Suomen virallisesta ajasta, jota ylläpidetään MIKESin atomikelloilla. Yksi Suomen aikaa ylläpitävistä atomikelloista sijaitsee MIKESin Kajaanin toimipisteessä. Se liittyy muihin kelloihin käyttäen maailman pisintä yhtenäistä kuituoptista aikalinkkiä, jonka pituus on 1 000 kilometriä. 

MIKESissä kehitetään myös optista strontium­kelloa. Nykyiset parhaat kellot ovat niin tarkkoja, että ne jätättävät teoriassa vain noin sekunnin 16 miljardissa vuodessa. MIKESissä kehitteillä olevan kellon on laskettu pääsevän samaan suorituskykyyn, mutta kompaktimmassa koossa.


 

SI-mittayksikköjärjestelmä uudistuu 

Kansainvälinen SI-mittayksikköjärjestelmä muodostuu seitsemästä perusyksiköstä: sekunti, metri, kilogramma, ampeeri, kelvin, mooli ja kandela. SI-mittayksikköjärjestelmän toteuttaminen ja kehittäminen Suomessa on MIKESin lakisääteinen tehtävä. Näin MIKES varmistaa kansainvälisesti hyväksytyt mittayksiköt elinkeinoelämän käyttöön.

Tällä hetkellä SI-mittayksikköjärjestelmää ollaan määrittelemässä uudelleen. Asiasta on tehty valtioidenvälinen sopimus, ja uudistus tapahtuu seuraavan kolmen vuoden kuluessa. Uusi SI-mittayksikköjärjestelmä perustuu siihen, että kaikki suureet määritellään perustuen luonnonvakioihin, eikä toisin päin. Kyseessä on suurin muutos järjestelmän 140-vuotisen olemassaolon aikana.

– Tällä hetkellä SI-mittayksikköjärjestelmässä on edelleen elementtejä, joita ei siinä enää tulisi olla. Yksi niistä on kilogramma, joka perustuu painonhallinnaltaan huonosti kontrolloitavissa olevaan kappaleeseen. Kun uusi järjestelmä tukeutuu luonnonvakioihin, sen perusta on vakaalla pohjalla. Suomessa vuodesta 1890 asti palvellut äiti-kilon kopio numero 23 joutaa hyvin palvelleena museoon, Isotalo sanoo.


 

Metrologiasta lisäarvoa ja tukea vientiyrityksille

– Isot teollisuusmaat satsaavat voimakkaasti metrologiaan. Kiinan panostus on viime vuosina kasvanut 25-kertaiseksi. Myös Intia, Yhdysvallat ja Etelä-Korea ovat selkeästi lisänneet metrologian rahoitusta, Isotalo kertoo.

Vastapainoksi tälle Euroopassa on lanseerattu miljardiluokan tutkimusohjelmat tukemaan eurooppalaista teollisuutta ja kauppaa. 

– Vuoden 2014 lopussa päättynyt EMPR (European Metrology Reseach Programme) -tutkimusohjelma rahoitti alan tutkimusta 400 miljoonalla eurolla. Sen työtä jatkaa uusi EMPIR (European Metrology Programme for Innovation and Research) -tutkimusohjelma, jonka tavoitteena on saada eurooppalaiset tuotteet pysymään kilpailukykyisinä maailmanlaajuisilla markkinoilla. EU:n Horizon 2020 -puiteohjelmaan kuuluvan EMPIRin budjetti on 600 miljoonaa euroa. Me kehitämme EMPIR-ohjelmassa SI-mittayksikköjärjestelmää sekä mittaus­valmiuksia ympäristönmonitoroinnin, energiantuotannon ja terveydenhuollon tarpeisiin. 

MIKES tekee mittaustieteen tutkimusta globaalisti yhdessä kansainvälisten kumppanien kanssa. Euroopan tasolla MIKES toimii yhteistyössä EU:n metrologian alan kattojärjestö EURAMETin kanssa. EURAMETiin kuuluu yhteensä 114 laboratoriota 37 maasta. 


 

Synergiaetuja ja uusia tutkimusmahdollisuuksia

– MIKESillä on hyvä maine Euroopassa, ja me tuomme erityisosaamisellamme lisäarvoa VTT:lle. Yhdessä olemme enemmän kuin yksi plus yksi, Heikki Isotalo korostaa.

– MIKESin ja VTT:n yhdistyminen on win–win-tilanne, jossa metrologiatoiminta hyötyy VTT:n laajemmasta osaamisesta, infrastruktuureista ja asiakasrajapinnasta. MIKES taas tuo VTT:lle metrologista osaamista ja paremman jäljitettävyyden asiakkaille tehtäviin mittauksiin ja tuotteisiin. Tämä hyödyttää suurta joukkoa VTT:n asiakkaita joko laajemman tarjonnan tai paremman laadun kautta, sanoo tutkimuspäällikkö Mikko Merimaa. 

MIKESin tutkimushankkeet sopivat hyvin yhteen VTT:n muun tutkimustoiminnan sekä kärki- ja innovaatio-ohjelmien kanssa. Ne täydentävät Merimaan mukaan hyvin esimerkiksi älykkäiden energiaverkkojen innovaatio-ohjelmaa. MIKES laajentaa VTT:n tarjontaa myös aikasynkronoinnin osalta Kriittisiä teknologioita matkalla 5G:hen -ohjelmassa. Sen lisäksi MIKES voi tuoda radiohiilen mittausosaamistaan turvallisen ja kestävän ydinenergian innovaatio-ohjelmaan. 

Spektroskopiassa on jo syntynyt pitkälle menevää yhteistyötä, jossa pyritään kaupallistamaan muun muassa lääketieteellisiin sovelluksiin tarkoitettu hiilen stabiilien isotooppien mittalaite yhdessä VTT:n muiden tutkijoiden kanssa. Vastaavat teknologioiden kaupallistamishankkeet lisääntynevät jatkossa. 

– MIKESin asiantuntemusta ja erityisosaamista käytetään hyväksi myös painetun elektroniikan valmistuksessa. Painetun älykkyyden mittausten jäljitettävyyden jatkokehittäminen on aivan uusi tutkimusprojekti, lisää VTT:n Tietointensiiviset tuotteet ja palvelut -liiketoiminta-alueen operatiivinen johtaja Arto Maaninen.


 

MIKESin tarjooma

MIKESin tarjoomaan kuuluu jäljitettävyys- ja kalibrointipalveluita sekä vaativien mittausmenetelmien kehittämistä teollisuuden sovelluksiin, kertoo operatiivinen johtaja Arto Maaninen VTT:ltä.

MIKESin jäljitettävyyspalvelut perustuvat siihen, että MIKESillä on joukko primääri­normaaleja, joiden avulla mittaukset voidaan jäljittää SI-mittayksikköjärjestelmään. MIKESin kalibrointipalveluiden avulla yritykset saavat mittalaitteensa kalibroitua ja pystyvät osoittamaan jäljitettävyyden SI-mittayksikköjärjestelmään. Näin yritykset voivat osoittaa, että niiden mittaustulokset pitävät paikkansa.

Mittalaitteiden kalibroinnissa mittalaitteen antamaa lukemaa verrataan mittanormaalin ilmoittamaan arvoon. 

Jos yrityksellä on mittaustarve, johon ei ole olemassa mittausmenetelmää, MIKES kehittää ensin mittausmenetelmän. Sen jälkeen siihen voidaan tarvittaessa kehittää mittalaite VTT:llä. Nykyisiä mittausmenetelmiä voidaan parantaa tarkemmiksi. 


 

 

 

Impulssihttp://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Impulssi 2/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Kasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kasvua-ja-uusia-mahdollisuuksia-piifotoniikassa.aspxKasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassa
SMACC – älyä koneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/SMACC-alya-koneisiin.aspxSMACC – älyä koneisiin
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Mahdollisuus piilee haasteissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Kaikki katseet uudistumiseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Teollinen 3D-tulostus nousukiidossahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-3D-tulostus-nousukiidossa.aspxTeollinen 3D-tulostus nousukiidossa
Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveytta-ja-tehokkuutta-ruuan-laadusta-tinkimatta.aspxTerveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä
Maailmalla ei ole parempaa innovaatiomalliahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailmalla-ei-ole-parempaa-innovaatiomallia.aspxMaailmalla ei ole parempaa innovaatiomallia
Ydinjätehuollon uranuurtaja Posivahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinjätehuollon-uranuurtaja-Posiva.aspxYdinjätehuollon uranuurtaja Posiva
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Enemmän kuin pelkkää piitähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Enemman-kuin-pelkkaa-piita.aspxEnemmän kuin pelkkää piitä
Puhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puhtaampaa-kaupunkiliikennetta-puupohjaisella-dieselilla.aspxPuhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillä
Oma osaaminen yhteiseksi hyväksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Oma-osaaminen-yhteiseksi-hyvaksi.aspxOma osaaminen yhteiseksi hyväksi
Uutta virtaa elektroniikkateollisuuteenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uutta-virtaa-elektroniikkateollisuuteen.aspxUutta virtaa elektroniikkateollisuuteen
Hienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaattejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hienokemia-tarvitsee-biopohjaisia-aromaatteja.aspxHienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaatteja
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Maailma kuluttajien silminhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Uusi agenda tehostaa tutkimusinfran käyttöähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uusi-agenda-tehostaa-tutkimusinfran-käyttöä.aspxUusi agenda tehostaa tutkimusinfran käyttöä
Digikärjellä kaivokseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digikärjella-kaivokseen.aspxDigikärjellä kaivokseen
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Kännykällä mielenrauhaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kannykalla-mielenrauhaa.aspxKännykällä mielenrauhaa
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Suomi tavoittelee kärkipaikkaa tekoälyn soveltamisessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-tavoittelee-karkipaikkaa-tekoalyn-soveltamisessa.aspxSuomi tavoittelee kärkipaikkaa tekoälyn soveltamisessa
Brasilia viitoittaa bioenergian tietähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Brasilia-viitoittaa-bioenergian-tieta.aspxBrasilia viitoittaa bioenergian tietä
Hybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/hybridimenetelmilla-uusia-ratkaisuja-metallien-kierratykseen.aspxHybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseen
Kaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttäväähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaivostoiminnasta-kestavaa-ja-hyvaksyttavaa.aspxKaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttävää
Ledikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ledikalvot-taipuvat-kansanlampusta-lentokoneisiin.aspxLedikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiin
Robottiautojen esiinmarssihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Pilottitehtaat jauhavat ideoista liiketoimintaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pilottitehtaat-jauhavat-ideoista-liiketoimintaa.aspxPilottitehtaat jauhavat ideoista liiketoimintaa
Puun voimalla biotalouteenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puun-voimalla-biotalouteen.aspxPuun voimalla biotalouteen
Tulevaisuuden sensorihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-sensori.aspxTulevaisuuden sensori
Suomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomalaispyörät-pyörivät-myös-tulevaisuudessa.aspxSuomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessa
Autonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeastihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonomiset-jarjestelmat-yleistyvat-teollisuudessa-nopeasti.aspxAutonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeasti
VTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuuttahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Nuoret-tutkijat-tekevat-tulevaisuutta.aspxVTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuutta
Älylasit haastavat kännykänhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Suomi on hyvä investointihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Laitteet kämmenen kokoisiksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Kansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kansainvälinen-yrittäjyys-ei-toteudu-hetkessä-vaan-siihen-kasvetaan.aspxKansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaan
Menetelmiä parempaan päätöksentekoonhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Menetelmia-parempaan-paatoksentekoon.aspxMenetelmiä parempaan päätöksentekoon
Elintarvikkeet muutoksessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla
Asiakasasenteen airuethttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asiakasasenteen-airuet.aspxAsiakasasenteen airuet