Hlavní působnost v metrologii, a tedy v NMS, má MPO, které podle kompetenčního zákona zpracovává koncepce rozvoje ve svěřených odvětvích (zde v metrologii), připravuje návrhy zákonů a jiných právních předpisů, zajišťuje plnění úkolů vyplývajících z členství České republiky v Evropské unii a v ostatních integračních seskupeních a mezinárodních organizacích a předkládá za svěřená odvětví podklady potřebné pro sestavení návrhů státních rozpočtů republiky. Do působnosti MPO tudíž spadá vytyčení hlavních směrů budoucího rozvoje NMS ČR. MPO zaujímá stanovisko k návrhům, které předkládají vládě České republiky jiná ministerstva, pokud se týkají okruhu jejich působnosti. V oblasti průmyslu a obchodu vychází využití metrologie, historicky nejdéle, ze zajištění správnosti měření při obchodování (závazkovém vztahu), tedy z ochrany spotřebitele.
Neméně významný je sektor energetiky, do kterého se promítá strategie udržitelnosti EU se základními trendy vývoje energetiky s horizontem do roku 2050, a v němž lze nalézt např.:
- měření při využívání alternativních zdrojů energie v pohonech (vodík, biopaliva vyšší generace, stlačený zemní plyn),
- měření v energetických inteligentních sítích včetně ostrovních,
- měření při posuzování energetické účinnosti budov,
- měření tepelné energie a průtoku teplonosné látky,
- pokročilá měření na přepravních trasách dodávek v elektroenergetice, plynárenství a při přepravě ropy,
- měření pro výkonové zpoplatňování užití infrastruktury.
Vývoj legislativy v metrologii
Vývoj v oblasti legislativy se bude odvíjet především od implementace předpisů EU do národního právního řádu. V období této koncepce se předpokládá pouze v případě dílčích změn předpisů EU v předmětné oblasti.
Opatření:
- V souvislosti s přizpůsobením směrnicím Evropského parlamentu a Rady 2014/31/EU a 2014/32/EU provést revizi vyhlášky, kterou se stanoví měřidla k povinnému ověřování a schvalování typu. K tomu, ve spolupráci s jednotlivými
resorty, podle potřeby aktualizovat druhový seznam měřidel podléhajících povinnému ověřování a podléhajících schválení typu.
Provede: MPO (ÚNMZ, ČMI)
Termín: 2023 - S ohledem na transpozici směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2018/2002 provést analýzu požadavků na měřidla tepelné energie, průtoku teplonosné látky a vody, používaná při měření dodávek tepelné energie, v souvislosti s validací přenosů dat z měřidel a uváděním těchto měřidel na trh.
Provede: MPO (ÚNMZ, ČMI)
Termín: červen 2023 - V závislosti na výsledcích analýzy uvedené v bodě 2. provést revizi souvisejících metrologických předpisů.
Provede: MPO (ÚNMZ, ČMI)
Termín: 2024 - Zajišťovat zásadu provázanosti právních předpisů s předpisy v metrologii s cílem dosáhnout správnost specifikace požadavku na měření a k němu použitá měřidla v právním předpise. Podmínkou správnosti specifikace požadavku je technická proveditelnost měření (dosažitelnost požadované jakosti měření dostupností měřicího prostředku s požadovanými vlastnostmi) a možnost zajistit metrologickou návaznost výsledků měření (schopnost ČMI a využitelnost subjektů autorizovaných k měření podle zákona o metrologii). Kooperaci uplatňovat v rámci legislativního procesu.
Provede: MPO (ÚNMZ, ČMI), MF, MV, MD, MZe, MŠMT, MZ, MMR, MŽP, SÚJB - V případě přijetí směrnice EU v oblasti metrologie zajistit její transpozici do právního řádu ČR.
Rozvoj technické základny NMS
Technickou základnu NMS, která tvoří základní pilíř metrologické infrastruktury České republiky, představuje Český metrologický institut a jeho přidružené laboratoře. Cíle rozvoje technické základy NMS jsou uvedeny v příloze tohoto materiálu a jejich zajištění je nutné pro další rozvoj metrologie České republiky. Cíle vycházejí z predikce vývoje potřeb hospodářských subjektů a státu a z vývoje fundamentální metrologie v celosvětovém měřítku s uvážením národních možností. Rozvoj technické základny je uspořádán podle oborů tak, aby byl členěním co nejblíže klasifikaci používané v CIPM MRA.
Metrologie plynných směsí
Hlavní cíle metrologie plynných směsí zaměřeny na:
Vybudování pracoviště pro analýzu energetických plynů s obsahem vyšších uhlovodíků (pro uhlovodíky až do C16) včetně zajištění gravimetrické přípravy referenčních materiálů
Termín: 12/2024
Vývoj nových metod pro analýzu a gravimetrickou přípravu alternativních plynných paliv (bioplyn, biomethan, zemní plyn s vyšším obsahem vodíku, vodík)
Termín: 12/2024
Vývoj a realizace nových metod pro měření znečištění vodíku
Termín: 12/2025
Metrologie průtoku a objemu tekutin:
Realizace rozšíření rozsahu státního etalonu v oboru metrologie malých průtoků kapalin od 1ml/h
Termín: 12/2022
Vývoj a realizace mobilního etalonážního zařízení pro zkoušky výdejních stojanů na stlačený vodík
Termín: 12/2023
Zlepšení nejistoty měření státního etalonu rychlosti proudění vzduchu
Termín: 12/2025
Zavedení zkoušek plynoměrů a průtokoměrů za vyššího statického tlaku pro nízké průtoky
Termín: 12/2025
Vývoj nových metod měření parametrů chytrých plynárenských sítí
Termín: 12/2025
Metrologie tlaku a vakua
Obor je významný pro celou řadu průmyslových aplikací, zdravotnictví, ochranu životního prostředí. Zejména obor vakua je klíčový pro zajištění provozu pokročilých technologií. Projevuje se zde znatelný trend růstu požadavků na metrologické zajištění v čím dál vyšším vakuu.
V oblasti metrologie tlaku a vakua je záměrem zlepšovat nejistoty státních etalonů, rozšířit technické parametry primární etalonáže, zvýšit automatizaci měření a výpočtů a reagovat na nové požadavky klíčových oborů, např. plynárenství.
V oboru metrologie tlaku a vakua je cílem:
Snížení nejistot etalonáže velmi vysokých přetlaků v olejovém médiu v rozsahu do 1 GPa
Termín: 12/2025
Rozšíření metrologického zajištění etalonáže vakua pro směsi plynů
Termín: 12/2026
Metrologie teploty, vlhkosti a termálních veličin
Měření teploty je důležité pro širokou škálu oblastí a aplikací v průmyslu (metalurgie, chemie a biochemie, kvantová výpočetní technika), ve zdravotnictví a v životním prostředí (monitorování a poskytování informací o klimatu a klimatické změně, o ovzduší, o půdě a o vodě). Tento obor zajišťuje metrologické služby v oblasti kontaktního i bezkontaktního měření teploty, kalibrace teploměrů, kalibrace celých měřicích řetězců, obdobně pak i v oboru vlhkosti. S oborem teploty bezprostředně souvisí také metrologie tepelné energie a termofyzikálních vlastností materiálů.
Koncepce rozvoje měření tepelně-technických veličin je rozdělena do následujících základních kategorií.
V oboru kontaktní termometrie je cílem:
Realizace jednotky termodynamické teploty podle nové definice jednotky Kelvin
Termín: 12/2025
V oboru bezkontaktní termometrie je cílem:
Vývoj systému pro kalibrace IČ teploměrů, termokamer a černých těles při různých vlnových délkách
Termín: 12/2023
Metrologické zajištění měření emisivity v závislosti na vlnové délce záření prostřednictvím IČ spektrometrie
Termín: 12/2025
Realizace jednotky termodynamické teploty podle nové definice jednotky Kelvin pro teploty nad 1000 °C relativní metodou
Termín: 12/2026
V oboru měření vlhkosti pevných látek a plynů je cílem:
Vývoj nové metody měření fyzikálně-chemických parametrů dvousložkového systému kapalina-pára pro vodu
Termín: 12/2023
Rozšíření metrologického zajištění měření relativní vlhkosti suchého vzduchu v rozsahu pod 10 % za atmosférického tlaku
Termín: 12/2024
V oboru termofyzikálních vlastností materiálů je cílem:
Zavedení nové metody měření tepelné stability a tepelné degradace (izolačních) materiálů s využitím vysokoteplotní komorové pece
Termín: 12/2022
Zajištění metrologické návaznosti pro měření tepelné vodivosti a tepelné difuzivity nestacionární metodou (TPS)
Termín: 12/2023
Implementace měření termofyzikálních vlastností pro tenké vrstvy
Termín: 12/2026
Metrologie síly a momentu síly
Potřeba metrologických služeb v těchto oborech veličin odpovídá situaci průmyslu v ČR. Nadále ubývá těžkého strojírenství a hutnictví, tudíž také velkých siloměrů a velkých měřidel momentu síly. Naopak další nárůst požadavků na kalibraci je zaznamenán u měřidel nižších jmenovitých rozsahů, používaných pro montážní práce na výrobních linkách apod. Takové snímače síly a momentu síly nacházejí uplatnění hlavně v automobilovém a elektrotechnickém průmyslu, jejichž další rozvoj v příštích letech lze předpokládat.
V oboru metrologie síly je cílem:
Automatizace státních etalonů síly ESZ 500 N a ESZ 3 kN
Termín 12/2024
V oboru metrologie momentu síly je cílem:
Rozvoj nových metod pro kalibrace atypických měřidel síly a momentu síly pro pokročilé průmyslové aplikace
Termín 12/2025
Metrologie ionizujícího záření
Obnova a charakterizace referenčního zdroje 252Cf pro metrologické zabezpečení stávajících a nových jaderných energetických zdrojů a jiných provozů v ČR
Termín: 12/2024
Nanometrologie
V oboru nanometrologie je trendem rozvoj metod pro měření rozměrů a dalších fyzikálních veličin s rozlišením v řádu nanometrů, zejména v oblasti zlepšení metrologické návaznosti pro měření veličin využívaných v nanotechnologiích, jako jsou síla a mechanické vlastnosti (MEMS, nanokompozity), rozložení teploty a elektrických veličin (mikroelektronika) a optická odezva (solární články, fotonika). Metrologická návaznost v těchto oborech je poměrně komplikovaná a omezení možností měřicí techniky a související metodologie tak často brání přechodu z fáze výzkumu a vývoje do oblasti průmyslových aplikací. Pro období 2022-2026 se jedná o následující
cíle:
Snížení nejistoty měření úhlu na planárních strukturách pod 50 μrad
Termín: 12/2022
Zabezpečení metrologické návaznosti pro měření topografie v rozsahu větším než 5×5 cm s nejistotu polohování menší než 10 nm
Termín: 12/2023
Realizace metru pomocí atomární mřížky křemíku pro zajištění metrologické návaznosti v nanometrologii
Termín: 12/2024
Zavedení technologie multisenzorových měření pro charakterizaci toku energie v mikro- a nanoměřítku a jejich využití při měření v oblasti nových nanostrukutovaných materiálů
Termín: 12/2025
Přechod na bezkontaktní senzory pro měření 3D objektů v nanoměřítku s nejistotou v řádu jednotek nm
Termín: 12/2026
Metrologický software
Validace metrologického softwaru patří mezi základní procesy při schvalování typu měřidel podle
zákona o metrologii nebo při posuzování shody stanovených výrobků podle směrnic EU
aplikovaných na měřidla. Software se dostává do stále většího množství měřicích přístrojů napříč
jednotlivými obory a nabývá na stále větší důležitosti. Je proto nezbytné vytvořit pevnou základnu
pro realizaci funkčního testování a podmínky k dalšímu vývoji nových testovacích metodik
vzhledem k nově nastupujícím technologiím, které začínají být implementovány v praxi. V rámci
validace metrologického softwaru jsou prováděny zkoušky ve shodě s právně závaznými předpisy
pro jednotlivé druhy měřidel s využitím aktuální verze mezinárodního dokumentu WELMEC
Software Guide 7.2 za účelem prokázání shody se stanovenými požadavky reprezentujícími míru
souvisejícího rizika při zajištění požadované úrovně ochrany správnosti měření.
V oblasti metrologického softwaru jsou hlavní cíle zaměřeny na:
Vývoj a implementace digitálního kalibračního certifikátu a zavedení jeho vydávání pro jednotlivé fyzikální veličiny
Termín: 12/2024
Vývoj a zavedení nových metod pro posuzování a validaci softwaru měřicích přístrojů dle příslušných norem
Termín:12/2025
Závěr
Koncepce NMS ČR navrhuje zachovat současnou institucionální infrastrukturu i infrastrukturu technické základny, které prokazují dostatečnou funkčnost pro prosazování zájmů státu, podnikatelského sektoru a občanů a vysokou technickou úroveň pro plnění
metrologických požadavků národní ekonomiky. Na základě reálných potřeb ČR koncepce vymezuje cíle potřebné pro další rozvoj metrologie.
V oblasti podpory podnikání bude hlavním úkolem udržet a rozvíjet metrologickou infrastrukturu podporující inovaci technologií, posílení konkurenceschopnosti českého průmyslu, jakost služeb a odstraňování technických překážek obchodu. Obecně též připravenost na „transformaci“ ekonomiky i života do podmínek tzv. 4. průmyslové revoluce.
V oblasti zvyšování kvality života bude rozvoj NMS zaměřován na zajištění správnosti měření v obchodních vztazích, při poskytování zdravotní péče, při sledování stavu životního prostředí a při ochraně bezpečnosti občanů.
V oblasti mezinárodních vztahů a spolupráce je zásadním členství ČR v celosvětových a v evropských organizacích, které se zabývají metrologií, s cílem spolurozhodovat v otázkách vývoje a sjednocování metrologie, zajistit kvalitu metrologických
činností tak, aby vytvářela podmínky pro uznatelnost měření a tím vytvořila podmínky pro rozvoj volného pohybu zboží a služeb.
V oblasti vnitrostátních vztahů bude rozhodující spolupráce mezi subjekty zainteresovanými v metrologii – orgány státní správy, hospodářskými subjekty, výzkumnými a vzdělávacími subjekty a subjekty zastupujícími spotřebitele tak, aby byl zachován jednotný horizontální přístup, založený na právní úpravě v metrologii.
V oblasti vědeckého výzkumu a vývoje v metrologii koncepce předpokládá kontinuální rozvoj všech segmentů vědecké metrologie při respektování vývoje v Evropské unii, vedoucího k účelné koordinaci prací, sdílení kapacit a prostředků. Koncepce je otevřeným materiálem. V jednotlivých oblastech lze očekávat, že díky rychlému technickému i technologickému vývoji bude docházet ke vzniku dalších požadavků na výkon metrologických činností a jejich zajišťování.
Ilustrační foto: Pixabay.com
