SP – väktaren av SI-enheterna

Med en blandning av senaste högteknologi och hantverk kan SP:s mätlaboratorier hålla reda på att svenskarna mäter med garanterad spårbarhet till SI-enheterna.

I mätlaboratoriet för temperatur hos SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut i Borås står en isolerad låda med inbyggd kyla. I denna finns så kallade referensceller, i vilka man kan mäta vattnets trippelpunkt*, alltså jämviktstillståndet mellan is, vatten och vattenånga. De är garanter för att referenspunkten 0,01 grader Celsius kan hållas med en noggrannhet på cirka en tiotusendels grad. För att klara detta behövs både mycket avancerad mätteknik och hantverk i form av de delvis handtillverkade glascellerna i vilken vätskan ska vara i tre faser – is, vatten och vattenånga. Utrustningen används för kalibrering av dels SP:s egen mätutrustning, dels termometrar som används vid de ackrediterade laboratorier som finns landet runt och för större industrier som har egen mätutrustning som måste kalibreras med jämna mellanrum.

I Sverige har SP uppdraget att vara nationellt mättekniskt institut (riksmätplats) för de centrala mätstorheterna i SI-systemet. Sammantaget är det drygt 95 personer som arbetar inom denna verksamhet och som ger svensk industri nära tillgång till kvalitetssäkrad mätteknik, det vill säga här handlar det inte bara om att få fram ett mätvärde utan lika viktigt är att bestämma dess kvalitet. 
Om vätskevolymen i glascellerna kan räknas i centiliter och mycket nära noll grader, räknas annan mätning i tusentals liter per minut och temperaturer upp till 120 grader Celsius.
Det sistnämnda rör sig om en mobil mätanläggning som används för att kalibrera mätutrustning i fjärrvärme- och industrianläggningar. Monterad på en lastbil finns en mätutrustning, med en mätcylinder som kopplas till kundanläggningen. Genom att under en kortare period mäta flödet i den inkopplade utrustningen och jämföra det uppmätta flödet med kundens utrustning får man ett mått på eventuella mätfel. På industrier och fjärrvärmeanläggningar där man kontinuerligt mäter, har många av SP:s kunder försett sina system med speciella inkopplingspunkter för denna utrustning.
Verifieringsmätningar på plats görs också exempelvis när köpare av el eller värme inte är helt överens med säljaren om kontrakterade prestanda är uppfyllda.

När det gäller vanliga vattenmätare finns ett 20-tal ackrediterade mätverkstäder landet runt till vilka mätutrustningsägare kan lämna in sin utrustning. För kalibreringen av dessa verkstäders utrustning står dock SP Mätteknik.

Byte av mätare
Utvecklingen inom mättekniken, eller kanske riktigare kommunikation av mätvärden, är inne i en mycket spännande fas för tillfället, menar Håkan Nilsson, chef för SP Mätteknik.
– För några år sedan bytte elnätsägarna ut alla hushållselmätare mot system som kan fjärravläsas. Drivkraften för detta teknikskifte var ett krav på månadsavläsning. Nästa steg är ett krav på timavläsning i stället och då kan det vara viktigt att ta särskild hänsyn till det mycket intensiva standardiseringsarbete som nu pågår för att få till stånd gemensamma kommunikationsprotokoll för såväl elmätare som värmemätare och vattenmätare. En sådan utveckling kommer att vara betydelsefull när vi nu går mot smarta elnät eller smarta hus.
En annan fråga kring modern mätning ute hos konsument är kommunikationen mellan brukare och leverantör.
– Hittills har de olika leverantörerna av mätare för el, vatten och värme drivit sina egna överföringsprotokoll. I och för sig pågår inom EU ett arbete mot ett gemensamt kommunikationsprotokoll, men än så länge finns flera olika. För exempelvis värme finns en M-bus-standard, enligt EN1434, där tillverkarna, med vissa undantag, är på väg mot öppnare protokoll.
Mätare behöver läsas av fyra gånger per år för att det ska löna sig att byta till fjärravläsning. Det kan exempelvis ske via radio, förklarar Kerstin Mattiasson, riksmätplatsansvarig.
Enligt henne är den tekniska utvecklingen av mätutrustning inom området mätning av förbrukningsmedia, vatten, värme och el, väldigt ojämn.
– Elmätarna har kommit längst, medan vattenmätarna knappt har börjat. Där kör man fortfarande med att kunden själv får fylla i den aktuella vattenförbrukningen på ett kort och sedan skicka in detta kort.
När det gäller värmemätare, med flödesmätare och temperaturmätare sammanbyggda med ett integreringsverk, är det i dag vanligast med fjärravläsning via radio, men GPRS kommer också.

Typprovning
Nya mätare för el, vatten och värme typprovas. Då testas att mätarmodellen mäter rätt, klarar klimat, elstörningar, slitage och att programvaran är pålitlig. Under årens lopp ha cirka 190 olika flödesmätare för värme godkänts av SP. I dag har Europa gemensamma krav på mätarna, så en mätare som godkänns av SP, ett så kallat MID-godkännande, får användas i hela Europa.

Fördelningsmätning
Alla hushåll, även i lägenheter, har en egen elmätare. För vatten och värme däremot är det vanligast med en mätare per fastighet, och sedan är det upp till fastighetsägaren att fördela kostnaden mellan lägenheterna. Under energibesparingens ledstjärna kommer framöver krav på att mäta vad varje hushåll förbrukar. I första hand mäts kallvatten och varmvatten i nybyggda lägenheter, svårare är det att mäta värme. Beroende på var i huset lägenheten finns kan man dra nytta av värmeöverföring från grannlägenheter. Det som främst diskuteras inom fastighetsbranschen kring individuell mätning är överföring av mätvärden från varje lägenhet, snarare än hur mätningen ska gå till. Drömmen är att kunna klämma något utanpå röret, för att mäta det som rinner inuti, till exempel en ultraljudsmätare.
– Hittills har ingen lyckats, eftersom rördimensionerna är så små, säger Mattiasson.

Mark Kretz, Energi & Miljö nr 2/12 sid 24-26.

• Fakta
  Trippelpunkten för ett ämne är den kombination av tryck och temperatur som tillåter tre faser att existera samtidigt och i jämvikt med varandra. För vatten är en sådan vid 611,73 Pa och (per definition exakt) 0,01 °C. Varje sådan möjlig kombination av tryck och temperatur är enbart beroende av ämnet självt, vilket gör trippelpunkten till en utmärkt standard för temperaturskalor. Den temperaturskala som används i dag, antingen vi använder SI-enheten Kelvin eller grader Celsius, är definierad utifrån absoluta nollpunkten samt vattens unika trippelpunkt mellan vätska, gas och fast form.