Ny metod mäter tryck med hög precision

Clayton Forssén besökte det Nationella Metrologiska Institutet i Paris under sitt arbete. På bilden syns en konventionell tryckstandard i mitten, den nuvarande realiseringen för SI-enheten för tryck. Till vänster syns det transportabla instrument som Clayton Forssén byggt.

ImageZaccaria Silvestri

Vår förmåga att definiera och realisera de så kallade SI-enheterna – exempelvis meter, sekund och kilogram – med hög noggrannhet blir allt viktigare i vårt globala samhälle. Hur lång en meter är eller hur mycket ett kilogram väger är något vi tar för givet, men som i själva verket är under konstant uppsyn och utveckling av Nationella Metrologiska Institut runtom i världen. En av deras uppgifter är att kvalitetssäkra våra mätinstrument så att befolkningen tryggt kan handla varor, tanka bilen eller ställa klockan.

Clayton Forssén, doktorand vid Företagsforskarskolan, presenterar i sin avhandling ett nytt sätt att realisera SI-enheten för tryck, pascal, som är både precist och tillgängligt. Forskningen har skett i samarbete med RISE, där Sveriges Nationella Metrologiska Institut finns.

Bidrar till säkrare arbetsplatser

– Till skillnad från den traditionella metoden att realisera tryck, genom att applicera en känd kraft på en känd area, baseras den nya metoden på Boltzmanns konstant och en exceptionellt exakt lasermätning av gasdensitet, säger Clayton Forssén.

Det nya instrument möjliggör en bättre global definition av tryck, men också utveckling av framtida lösningar inom områden som sjukvård, industri eller forskning där kännedom om exakt tryck är en grundläggande förutsättning. Det kan exempelvis handla om exakt dosering av läkemedel inom medicinska applikationer eller hantering av farliga gaser inom industrin. Med hjälp av det nya instrumentet kan extremt små gasläckor detekteras i realtid, vilket bidrar till högre säkerhet vid arbete med explosiva eller toxiska gaser.

Känsliga instrument

Generellt är den här typen av instrument känsliga och därmed svåra att förflytta utanför labbet. Clayton Forssén har dock lyckats skapa ett transportabelt instrument som kan mäta tryck med mycket hög noggrannhet även utanför välkontrollerade miljöer. Det gör det möjligt att föra ut tekniken i samhället och se till att den kommer fler applikationer till nytta.

Clayton Forssén.

ImageHans Karlsson

– Att applicera en realisering för tryck direkt kan eliminera behovet av kalibreringar, något som är väldigt kostsamt men framför allt även bär ett högt pris för miljön, säger Clayton Forssén.

– Att få arbeta med experter på realiseringar av SI-enheter runtom i Europa har varit otroligt givande. Jag har sett hur mycket arbete som görs för att utveckla och kvalitetssäkra dessa enheter, allt med syftet att vi som individer i samhället ska märka deras påverkan så lite som möjligt. Att bidra till det arbete vars fokus är att förbättra det globala samhällets framtid är givetvis något jag är stolt över, avslutar han.

Clayton Forssén växte upp utanför Örnsköldsvik och jobbade som elektriker innan han påbörjade sin utbildning vid Umeå universitet. Clayton Forssén har en examen från Civilingenjörsprogrammet i teknisk fysik, med inriktning experimentell rymdfysik. Direkt efter examen blev Clayton Forssén doktorand och presenterar nu sitt arbete i denna avhandling.