DE102011082468B4 - Temperaturstabiles Spektrometer - Google Patents

Abstract

Ein Spektrometer mit einem hohlen Optikgrundkörper (1) mit einer Lichteintrittsöffnung (21) und einer Mehrzahl an optischen Komponenten, umfassend zumindest einen Lichteintrittsspalt (22), zumindest ein Beugungsgitter (23) und zumindest eine Detektoreinheit (24), wobei der Optikgrundkörper (1) zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens um den Lichtweg (L) zwischen Lichteintrittsöffnung (21) und Detektoreinheit (24) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikgrundkörper (1) zumindest einen Träger (11) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff umfasst und die optischen Komponenten (22, 23, 24) auf dem Träger (11) befestigt sind, wobei der Optikgrundkörper (1) neben dem Träger (11) einen Deckel (13) und eine Seitenwand (12) zwischen Träger (11) und Deckel (13) zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens umfasst, wobei Deckel (13) und Seitenwand (12) ebenfalls aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen wobei zwischen dem Deckel (13) und dem Träger (11) ein oder mehrere Stützelemente (14, 14a) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff zur Abstützung des Deckels (13) auf dem Träger (11) angeordnet sind, wobei die Stützelemente (14) mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes zumindest mit dem Träger (11) fest verbunden sind, sodass das oder die Stützelemente (14, 14a) so angeordnet sind, dass durch die Anordnung ein Lichtkanal für den Lichtweg (L) zwischen Lichteintrittsöffnung (21) und Detektoreinheit (24) gebildet wird, wobei zumindest eines der Stützelemente (14a) im Lichtweg (L0) der nullten Ordnung des vom Beugungsgitter (23) spektral aufgespaltenen Lichts zur zumindest teilweisen Absorption dieses Licht der nullten Ordnung angeordnet ist, während die Anordnung und/oder Form dieses Stützelements (14a) so gewählt ist, dass dieses Stützelement (14a) außerhalb des Lichtwegs (Ln) zumindest einer höheren Ordnung des vom Beugungsgitter (23) spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet ist.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft ein temperaturstabiles Spektrometer und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung dieses Spektrometers.
• Hintergrund der Erfindung
• Spektrometer, insbesondere optische Spektrometer, dienen zur Erzeugung und Ausmessung von Spektren. Hierbei kann es sich um Emissionsspektren von Materialproben handeln, die in geeigneter Weise zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung angeregt werden und deren Zusammensetzung anhand des ausgemessenen Spektrums ermittelt wird. Untere anderem lassen sich auf diese Weise die Zusammensetzungen von Metalllegierungen analysieren.
• Im Allgemeinen umfasst ein optisches Spektrometer eine Lichteintrittsöffnung, über die ein Lichtbündel mit dem von der Materialprobe ausgesendeten Licht auf ein dispersives Element gelangt, welches das Lichtbündel nach Wellenlängen aufspaltet und ein Prisma oder ein Gitter sein kann. Das Gitter (oder auch Beugungsgitter) kann als Reflexionsgitter ausgestaltet sein, wodurch ein kompakter Aufbau des Spektrometers erreicht werden kann. Eine Detektoreinheit erfasst Lichtintensitäten des aufgespaltenen Lichts in einem bestimmten Beugungswinkelbereich und umfasst in der Regel Photoelektronenvervielfacher (Photomultiplier) oder eine CCD(Charged Coupled Device)-Matrix mit wenigstens einer Zeile. Die Detektoreinheit ist mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt, welche die mittels der Detektoreinheit erfasste Intensitätsverteilung auswertet und insbesondere Intensitätsmaxima bestimmt, die den Spektrallinien (im Folgenden auch kurz als Linien bezeichnet) der Materialprobe entsprechen.
• Um die Lichteintrittsöffnung auf der Detektoreinheit abzubilden, können Abbildungselemente wie Linsen oder dergleichen vorgesehen sein. Es können auch Reflexionsgitter mit einer konkaven Oberfläche eingesetzt werden, die gleichzeitig als Abbildungselemente dienen. Derartige Reflexionsgitter können als Hohlspiegel ausgestaltet sein, welche die Strahlbündel auf einer gekrümmten Fläche fokussieren, in der die Erfassungselemente der Detektoreinheit angeordnet sind. In der sogenannten Paschen-Runge Aufstellung sind die Lichteintrittsöffnung, das Reflexionsgitter und die Detektoreinheit auf einem Kreis (Rowland-Kreis) angeordnet, welcher der Fokalkurve entspricht. Bei einer Weiterentwicklung dieser Aufstellung kann mithilfe von sogenannten Flat-Field-Gittern erreicht werden, dass die Fokalkurve für einen größeren Bereich des Spektrums im Wesentlichen geradlinig verläuft, so dass Detektoreinheiten mit ebenen Oberflächen eingesetzt werden können.
• Da die Materialien, aus denen ein Spektrometer üblicherweise aufgebaut wird, nicht vernachlässigbare Wärmeausdehnungskoeffizienten α besitzen, haben Temperaturschwankungen und die dadurch verursachte Wärmeausdehnung Einfluss auf die Messung. Wenn die Position des Gitters aufgrund der Wärmeausdehnung relativ zum Eintrittspalt nicht konstant ist, wird der Beugungswinkel damit temperaturabhängig. Dieser Effekt äußert sich in einer wellenlängenabhängigen Positionsdrift des optischen Systems. Das optische System ändert dann in Abhängigkeit von der Temperatur seine Fokalkurve (Defokussierung). Da die optischen Komponenten im Gehäuse des Spektrometers für eine bestimmte zum Einbauzeitpunkt unter Einbaubedingungen berechnete Fokalkurve fest angeordnet sind, büßt das Spektrometer bei einer durch eine Temperaturänderung bedingte Änderung der Fokalkurve an spektraler Auflösung ein, da sich bei einer anderen Temperatur aufgrund der Wärmeausdehnung bzw. -verkürzung die in dem Spektrometergehäuse fest montierten optischen Komponenten nicht mehr auf der dann für diese Temperatur geltenden Fokalkurve befinden.
• Die Verwendung von Spektrometergehäusen aus Keramikmaterial oder Speziallegierungen mit geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten würde besser temperaturstabilisierte Spektrometer ermöglichen, jedoch sind diese Materialien sehr teuer, schwierig zu bearbeiten und mechanisch nicht robust.
• Das Zusammenfügen von Spektrometerteilen, beispielsweise Teile für den Optikgrundkörper, ist durch die Eigenschaften dieser Materialien schwierig und kostenintensiv, da diese Materialien nur schwer mit Gewinden oder Nieten zu versehen sind. Die mechanische Robustheit solcher Spektrometer könnte vielleicht noch durch eine massive Bauweise erreicht werden. Aber gerade Spektrometer für den Einsatz an verschiedenen Orten müssen mobil und leicht und darüber hinaus dennoch mechanisch sehr robust sein, damit diese Spektrometer beispielsweise nach einem Fallenlassen oder Umkippen weiterhin funktionstüchtig sind. Diese Anforderungen wären mit obigen Keramikmaterialien oder Speziallegierungen nicht erfüllbar.
• Das Dokument DE 10 2010 000 490 A1 beschreibt ein mobiles, leicht und kostengünstig herzustellendes und temperaturkompensiertes Spektrometer mit einem hohlen Optikgrundkörper mit einem Lichtkanal, einer Lichtquelle, einem Beugungsgitter, einer Lichteintrittsöffnung und einer Detektoreinheit, die so angeordnet sind, dass die optischen Komponenten auf der Fokalkurve angeordnet sind. Hierbei ist die Lichteintrittsöffnung an einem ersten Ende eines in dem Lichtkanal angeordneten Kompensationskörper befestigt, der wiederum an seinem gegenüberliegenden zweiten Ende mit dem Optikgrundkörper zwischen Lichtquelle und Beugungsgitter befestigt ist. Der Kompensationskörper aus Kunststoff ist dabei so dimensioniert, dass sich bei Wärmeausdehnung des Optikgrundkörpers durch die anordnungsbedingte entgegengerichtete Wärmeausdehnung des Kompensationskörpers der Abstand zwischen Lichteintrittsöffnung und Gittermittelpunkt nur möglichst gering verändert. Durch den zusätzlichen Kompensationskörper wird der Aufbau des Spektrometers aber komplexer. Zusätzlich muss der Kompensationskörper sehr exakt justiert und dimensioniert werden, damit die gegenläufigen Richtungen der jeweiligen Wärmeausdehnungen sich kompensieren können und sich nicht stattdessen verstärken. Dadurch wird das Risiko einer niedrigen Produktionsausbeute bei der Herstellung solcher Spektrometer stark erhöht. Außerdem besitzen Kunststoffe, selbst sogenannte formstabile Kunststoffe, Fließeingeschaften, die im Laufe der Betriebsdauer eines Spektrometers dazu führen können, dass sich die Justierung des Kompensationskörpers verändert und damit das Spektrometer seine Temperaturstabilisierung verliert.
• Dokument DE 32 11 868 A1 offenbart ein besonders dauerhaftes und thermisch stabiles Chassis für optische Geräte mittels Verwendung von verdichteter Keramik. Der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses Werkstoffs kann dem des verwendeten optischen Glases gleich gemacht werden.
• Dokument DE 100 10 514 A1 offenbart ein optoelektronisches Mikrospektrometer, umfassend optische Funktionselemente (Eintrittsspalt, planaren Wellenleiter, Reflexionsgitter, Spiegelkante und Austrittsfenster) sowie elektronische Funktionselemente (Detektorzeile, Signalverstärker, Signalauswertung und elektronische Schnittstelle). Ein derartiges Mikrospektrometer soll aus möglichst wenigen Baugruppen bestehen, damit es sich mit mäßig großem Aufwand zusammensetzen lässt. Das optoelektronische Mikrospektrometer besteht aus einem kastenförmigen Gehäuseteil und einem Deckel. Die optischen Funktionselemente sowie die Positionierhilfen sind auf der Innenseite des Bodens angebracht. Die Detektorzeile und die elektronischen Funktionselemente sind am Deckel angebracht. Beide Gehäuseteile sind miteinander unlösbar und gegebenenfalls gasdicht verbunden. Das kastenförmige Gehäuseteil mit allen optischen Funktionselementen und allen Positionierhilfen ist als einstückiger Körper ausgebildet. Der Raum zwischen dem Boden des kastenförmigen Gehäuseteils und dem Deckel ist ein hohler Lichtwellenleiter; er kann mit Schutzgas gefüllt sein. Das Mikrospektrometer als hybrid integrierte Funktionseinheit ist gegen mechanische Beanspruchung und gegen die Einwirkung von aggressiven Fluiden weitgehend unempfindlich.
• Dokument WO 01/13155 A1 offenbart ein Abstandselement für eine Haltevorrichtung für Komponenten von optischen und/oder feinmechanischen Aufbauten, wobei das Abstandselement ein Material mit einer Wärmeausdehnung < 5 × 10^–6 K^–1 umfasst.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein temperaturstabiles Spektrometer bereitzustellen, das leicht, sehr robust und einfach herzustellen ist und das den Einfluss von Temperaturänderungen auf die spektrale Auflösung im für die Anwendung üblichen Temperaturbereich eliminiert.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Spektrometer mit einem hohlen Optikgrundkörper mit einer Lichteintrittsöffnung und einer Mehrzahl an optischen Komponenten, umfassend einen Lichteintrittsspalt, zumindest ein Beugungsgitter und zumindest eine Detektoreinheit, wobei der Optikgrundkörper zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens um den Lichtweg zwischen Lichteintrittsöffnung und Detektoreinheit ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikgrundkörper zumindest einen Träger aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff umfasst und die optischen Komponenten auf dem Träger befestigt sind. Als Optikgrundkörper wird hier die Umhüllung des Lichtwegs zumindest zwischen Lichteintrittsöffnung und Detektoreinheit bezeichnet. Eine solche Umhüllung verhindert die Beeinflussung des detektierten Signals für das durch das Gitter spektral zerlegte Licht durch Umgebungslicht. Durch einfallendes Umgebungslicht kann das Rauschniveau des Detektorsignals so erhöht werden, dass gegebenenfalls Linien mit geringer Intensität in dem Detektorrauschen untergehen. Der Optikgrundkörper kann dabei jede dafür geeignete Form besitzen. Der Optikgrundkörper kann dabei auch ein oder mehrere geeignet geformte Bereiche enthalten, die verhindern, dass Streulicht oder einfach von Gitter reflektiertes Licht auf den Detektor trifft. Das Material des Optikgrundkörpers, abgesehen vom Träger, kann dabei aus jedem lichtundurchlässigen Material gefertigt sein. Der Optikgrundkörper bildet ein Gehäuse für die optischen Teile des Spektrometers. Die Wärmeausdehnung des Materials für die Teile des Optikgrundkörpers, die nicht zum Träger gehören, beeinflusst nicht die relative Position der optischen Komponenten zueinander, so dass dieser weiterhin auch bei Temperaturänderungen auf der Fokalkurve angeordnet bleiben.
• Die Lichteintrittsöffnung ermöglicht das Eintreten des zu analysierenden Lichts, beispielsweise aus einer angeregten Probe oder aus einer Plasmaentladung, in den Optikgrundkörper. Der Lichteintrittsspalt kann dabei in die Lichteintrittsöffnung integriert sein oder der Lichteintrittsspalt ist im Lichtweg zwischen Lichteintrittsöffnung und Beugungsgitter angeordnet. Verwendbare Lichteintrittsspalte sind dem Fachmann bekannt. Die Lichteintrittsöffnung hat typischerweise eine dem Lichtspalt angepasste Größe, beispielsweise mit einer Fläche im Bereich einiger Quadratmillimeter.
• Als Detektoreinheit kann jede für die Messung der Intensität von Licht geeignete Einheit verwendet werden. Die Detektoreinheit kann als einzelnes Detektorelement ausgeführt sein oder einer Mehrzahl an Detektorelementen umfassen. Das Detektorelement kann ein oder mehrere Sensoren umfassen. Vorzugsweise besteht die Detektoreinheit aus einer flächenförmigen Anordnung einer Vielzahl von lichtempfindlichen Sensoren. Als Sensoren eignen sich beispielsweise Halbleiterdetektoren oder Photoröhren. Der Fachmann ist in der Lage, die geeigneten Detektoreinheiten zu wählen.
• Das optische Gitter oder Beugungsgitter zur Zerlegung der Strahlung und zur Analyse von Spektren umfasst eine periodische Struktur zur Beugung (spektralen Zerlegung) des Lichts. Alle Typen von Gittern bestehen aus parallelen, linienartigen Strukturen, die je nach Aufbau des Spektrometers als Transmissionsgitter mit Spalte aus undurchsichtigem Material oder undurchsichtigen Stegen auf einer transparenten Platte oder als Reflexionsgitter mit Stegen oder Furchen auf einer reflektierenden Fläche ausgeführt sein können. Die Verwendung von Reflexionsgittern ermöglicht eine kompakte Bauweise des Grundkörpers von Spektrometern. Außerdem sind Reflexionsgitter effizienter als Transmissionsgitter. Bei der Lichtbeugung interferieren einzelne Spalte, Stege oder Furchen und bilden ein Interferenzmuster. Monochromatisches Licht wird in wenige verschiedene Richtungen (exakt: in Maxima verschiedener Ordnung n mit n = 1, 2, 3, ...) gebeugt (abgelenkt). Die Ablenkungswinkel hängen von der Gitterkonstante d und der Wellenlänge λ ab, größere Ablenkungswinkel (Beugungswinkel) entsprechen höheren Ordnungen n. Im Weiteren bezeichnet die nullte Ordnung das vom Gitter gewöhnlich reflektierte Licht, während die Ordnungen 1, 2 ... und höher das gebeugte Licht der entsprechenden Ordnung bezeichnen. Reflexionsgitter sind Phasengitter. Sie funktionieren so, dass für bestimmte Winkel und Wellenlängen Elementarwellen in benachbarten Bereichen (z. B. Steg und Lücke eines Kastenprofils) einen Gangunterschied von einem ganzzahlig Vielfachen der Wellenlänge haben, was zu konstruktiver Interferenz führt. Die Kombination eines Gitters mit einer konkaven Oberfläche, die also einen Hohlspiegel bildet, hat den Vorteil, dass dadurch die gebeugte Strahlung gleich fokussiert wird, ohne dass weitere optische Elemente nötig sind. Allerdings ist diese Fokussierung noch mit den typischen Abbildungsfehlern eines Hohlspiegels behaftet. Man kann jedoch das Gitterdesign so modifizieren, dass es diese Fehler korrigiert. Bei einer Weiterentwicklung dieser Aufstellung kann mithilfe von sogenannten Flat-Field-Gittern erreicht werden, dass die Fokalkurve für einen größeren Bereich des Spektrums im Wesentlich geradlinig verläuft, so dass Detektoreinheiten mit ebenen Oberflächen eingesetzt werden können.
• Im Strahlengang zwischen Beugungsgitter und Detektoreinheit können in anderen Ausführungsformen noch Spiegel oder andere optische Komponenten angeordnet sein. Die Spiegel lenken das gebeugte Licht in eine andere Richtung um, so dass die Detektoreinheit an einer anderen Stelle angeordnet werden kann. Die Spiegel können dabei je nach Ausführungsform neben einer planaren Form auch konkav oder zylinderförmig ausgeführt sein, um die Austrittsschnittweite je nach Ausführungsform des Optikgrundkörpers anpassen zu können. Die optischen Komponenten können dabei aus einem Glaskörper gebildet sein oder aus einem Körper, der eine entsprechend optisch wirkende Oberfläche besitzt, beispielsweise eine Metalloberfläche. Die optischen Komponenten können auch aus einer Kombination von Materialien bestehen, wobei der Glasanteil nur einen Teil des Volumens der optischen Komponenten ausmacht.
• Der Optikgrundkörper umfasst einen Träger, der aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, auch CFK (Carbon-faserverstärkter Kunststoff) genannt, hergestellt ist. CFK bezeichnet einen Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern, meist in mehreren Lagen, als Verstärkung in eine Kunststoff-Matrix eingebettet werden. Die Matrix besteht meist aus Duromeren, zum Beispiel Epoxidharz, oder aus Thermoplasten. CFK besitzt einen sehr kleinen Ausdehnungskoeffizienten typischerweise kleiner oder gleich 0,2·10^–6 K^–1, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient in Faserrichtung sogar noch kleiner ist. Der für die Anwendung des Spektrometers übliche Temperaturbereich liegt zwischen 0° und 40°C. Damit ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von CFK vernachlässigbar gegenüber anderen Materialien wie Stahl mit 11·10^–6 K^–1 bis 25·10^–6 K^–1 oder Aluminium mit 23·10^–6 K^–1, mit denen ebenfalls mechanisch robuste Gehäuse herstellbar wären. Auch formstabile Kunststoffe wie POM besitzen mit 110·10^–6 K^–1 einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die Festigkeit und Steifigkeit eines aus CFK hergestellten Materials ist sehr hoch, beispielsweise besitzen CFK-Materialien eine Grundfestigkeit von bis zu 1500–2000 N/mm² in Faserrichtung. Dadurch können aus CFK sehr robuste Körper hergestellt werden. Bei einem Träger aus CFK, auf dem die optischen Komponenten befestigt sind, ist die Wärmeausdehnung des Trägers im Vergleich zu Spektrometern nach Stand der Technik vernachlässigbar, so dass die optischen Komponenten, die bei der Herstellung des Spektrometers gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Fokalkurve angeordnet wurden, auch nach einer Temperaturänderung immer noch auf der Fokalkurve angeordnet sind. Somit ist der Einfluss von Temperaturänderungen auf die spektrale Auflösung zumindest im Temperaturbereich zwischen 0° und 40°C eliminiert. Die Faserstruktur der Oberfläche des CFK eignet sich gut zum Aufkleben der optischen Komponenten. Aufgrund des außerdem leichten aber robsten Werkstoffs CFK können so erfindungsgemäße Spektrometer leicht und sehr robust hergestellt werden. Durch die Anordnung der optischen Komponenten mittels einer entsprechend der Fokalkurve für das Spektrometer verwendeten Lehre ist das Spektrometer leicht herzustellen und benötigt keine weiteren Justierungen oder gar Zusatzelemente zu einer Wärmeausdehnungskompensation. Vorzugsweise ist der Träger eine Platte mit einer Dicke von 1–4 mm, vorzugsweise 2,5–3,5 mm, der beispielsweise mittels Aussägen aus der CFK-Platte kostengünstig hergestellt werden kann. Das im Vergleich zu Metallgehäusen leichte CFK-Material erleichert zudem den Einsatz des erfindungsgemäßen Spektrometers als mobiles Spektrometer.
• Je nach Ausführungsform des Spektrometers können auch mehrere Beugungsgitter und/oder mehrere Detektoreinheiten und gegebenfalls noch mehrere andere optische Komponenten wie beispielsweise Linsen und/oder Spiegel im Lichtweg angeordnet sein.
• Die optischen Komponenten werden vorzugsweise mittels einer Klebeverbindung unter Verwendung eines Epoxidharzes auf dem Träger befestigt. Das Epoxidharz verbindet sich gut mit der CFK-Oberfläche, da diese zum einen strukturiert ist und das CFK selber als Matrix Epoxidharz umfasst. Dadurch kann eine feste zuverlässige Verbindung mit den optischen Komponenten bei einer geringen Wärmeausdehnung des Trägers hergestellt werden. Dennoch ist die Klebeverbindung aus Epoxidharz hinreichend elastisch, damit Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen CFK und optischen Komponenten nicht zu mechanischen Spannungen zwischen diesen Materialien führen können. Ein Epoxidharz besteht aus Polymeren (Polyether), die je nach Reaktionsführung unter Zugabe geeigneter Härter einen duroplastischen Kunststoff von hoher Festigkeit und chemischer Beständigkeit ergeben. Werden Epoxidharz und Härter gemischt, erfolgt je nach Zusammensetzung und Temperatur üblicherweise innerhalb von wenigen Minuten bis einigen Stunden die Aushärtung des Gemisches. Durch eine geeignete Wahl der Komponenten des Epoxidklebers lassen sich Härte, Elastizität und andere Eigenschaften beeinflussen. Der Fachmann ist in der Lage, das geeignete Härter- oder Harzsystem des Epoxidklebers für die verwendeten CFK-Materialien und Materialien der optischen Komponenten auszuwählen, um eine feste Verbindung mit hinreichender Elastizität zu erreichen.
• Der Optikgrundkörper umfasst neben dem Träger des Weiteren einen Deckel und eine Seitenwand zwischen Träger und Deckel zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens, wobei Deckel und Seitenwand ebenfalls aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff besteht. Damit wird nicht nur eine robuste Temperaturstabilität des Spektrometers erreicht, sondern der nun im Wesentlichen aus CFK aufgebaute Grundkörper ist als Ganzes mechanisch äußerst stabil. Das Spektrometer verliert auch nach einem Sturz des Grundkörpers aus 1 Meter Höhe auf den Boden nicht an Messqualität, insbesondere war die spektrale Auflösung nach dem Sturz gleich der Auflösung vorher. Außerdem besitzt das CFK-Material eine matt-strukturierte Oberfläche und ist schwarz. Damit wird insbesondere durch die Seitenwand aus CFK verhindert, dass ungewünschtes Licht mittels Mehrfachreflexionen die Detektoreinheit mit störender Intensität erreichen kann. Für die robuste Bauweise wird die Seitenwand auf dem Träger und anschließend der Deckel auf der Seitenwand angeordnet. Die Seitenwand kann dabei jede geeignete und an die äußere Form des Trägers und Deckels angepasste Form besitzen. Vorzugsweise besteht die Seitenwand aus einem einzelnen Stück, das aus einer entsprechenden Platte gesägt wurde.
• Vorzugsweise sind auch hier die Seitenwand mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes am Träger und der Deckel mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes zumindest an der Seitenwand befestigt. Diese Klebeverbindung ermöglicht eine große Robustheit des Optikgrundkörpers. Da Deckel, Träger und Seitenwand aus CFK hergestellt sind, kann das Harz-zu-Härte-Verhältnis des Epoxidharzklebers so gewählt sein, dass es die optimale Härte aufweist, beispielsweise durch einen Härterüberschuss. Der Deckel kann in anderen Ausführungsformen noch zusätzlich an anderen Stellen als der Seitenwand direkt oder indirekt am Träger befestigt sein. In einer Ausführungsform ist der Deckel eine Platte mit einer Dicke von 1–4 mm, vorzugsweise 2,5–3,5 mm, und/oder die Seitenwand hat eine Wandstärke von 3–6 mm, vorzugsweise 4–5 mm. Deckel und Seitenwand können so wie der Träger mittels Sägen aus einer CFK-Platte hergestellt werden. Hierbei kann die Seitenwand einförmig aufgebaut sein oder aus mehreren Teilen bestehen, die mittels einer Klebeverbindung, vorzugsweise aus Epoxidharz, verbunden sind und so die gesamte Seitenwand bilden.
• Zwischen dem Deckel und dem Träger sind des Weiteren ein oder mehrere Stützelemente zur Abstützung des Deckels auf dem Träger angeordnet, wobei die Stützelemente mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes zumindest mit dem Träger fest verbunden sind. Diese Stützelemente verleihen dem Optikgrundkörper eine noch weiter verbesserte mechanische Robustheit. In einer Ausführungsform besitzen die Stützelemente dazu eine Wandstärke von 3–6 mm, vorzugsweise 4–5 mm. Die Höhe der Stützelemente ist auf die Höhe der Seitenwand zur Stützung des Deckels angepasst. Vorzugsweise besitzen die Stützelemente eine Quaderform. Die Anordnung und Anzahl der Stützelemente im Grundkörper kann je nach Form des Grundkörpers variieren. Durch die Verwendung einer geeigneten Position und Anzahl der Stützelemente kann die Materialdicke von Träger und Deckel weiter reduziert werden, damit das Gewicht des Grundkörpers weiter reduziert werden kann. Ein einzelnes Stützelement, angeordnet im Zentrum des Optikgrundkörpers, kann zur Stützung des Deckels bei kompakter Bauweise des Optikgrundkörpers durchaus ausreichen, um diesem eine sehr große mechanische Stabilität zu verleihen.
• Dabei ist zumindest eines der Stützelemente im Lichtweg der nullten Ordnung des vom Beugungsgitter spektral aufgespaltenen Lichts zur zumindest teilweisen Absorption dieses Licht der nullten Ordnung angeordnet, während die Anordnung und/oder Form des Stützelements so gewählt ist, dass das Stützelemente außerhalb des Lichtwegs zumindest einer höheren Ordnung des vom Beugungsgitter spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet ist. Bevorzugt ist das Stützelement außerhalb des Lichtwegs der 1.Ordnung des vom Beugungsgitter (oder Gitter) spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet. Die Stützelemente aus CFK, die einerseits schwarz sind und andererseits eine strukturierte, nicht-glatte Oberfläche besitzen, eignen sich gut zur Absorption von Licht. Die erste Ordnung besitzt eine höhere Lichtintensität als alle folgenden höheren Ordnungen und ermöglicht daher eine rauschärmere Messung des Spektrums des gebeugten Lichts. Außerdem werden für die spektrale Auflösung störende Reflexionen des Lichts nullte Ordnung zur Detektoreinheit hin vermieden.
• Hierbei ist das oder sind die Stützelemente so angeordnet, dass durch die Anordnung ein Lichtkanal für den Lichtweg zwischen Lichteintrittsöffnung und Detektoreinheit gebildet wird. Dieser Lichtkanal vermeidet, dass Licht anderer Ordnungen nach Mehrfachreflexion an den Wänden des Optikgrundkörpers auf die Detektoreinheit fallen kann.
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Optikgrundkörper eine Gaseinlass- und eine Gasauslassöffnung, wobei die Stützelemente als Gasleitwände zur Führung des Gasstroms zwischen Gaseinlass- und Gasauslassöffnung ausgeführt sind. Somit kann der Grundkörper beispielsweise mit Argon gespült werden, so dass eine Transparenz im Lichtweg auch für kurze Wellenlängen gegeben ist.
• In einer weiteren Ausführungsform ist bei den optischen Komponenten, die Glas umfassen, dieses Glas ein Quarzglas. Quarzglas besitzt für Gläser einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,5·10^–6 K^–1 oder kleiner, so dass dieses Glas mit seinen Ausdehnungseigenschaften am besten an das CFK-Material angepasst ist.
• Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Optikgrundkörpers im Spektrometer gemäß der vorliegenden Erfindung, umfassend die Schritte:
• – Bereitstellen eines Trägers aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise wird der Träger aus einer kohlenstofffaserverstärkten Platte durch Sägen hergestellt,
• – Befestigen der optischen Komponenten auf dem Träger mittels einer Lehre, vorzugsweise mittels einer Klebeverbindung unter Verwendung eines Epoxyharzes, und
• – Bilden eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens um den Lichtweg zwischen Lichteintrittsöffnung und Detektor zur Herstellung eines entsprechend ausgebildeten Optikgrundkörpers.
• Diese Lehre umfasst an den der Fokalkurve entsprechenden Orten geeignete Befestigungsmittel, mit denen die optischen Komponenten an der Lehre befestigt werden können und mit denen die optischen Komponenten an den exakten Stellen justiert werden können. Die Lehre kann dabei aus jedem geeigneten Material, beispielsweise Stahl oder Aluminium, bestehen, da die Umweltbedingungen, insbesondere die Montagetemperatur, konstant auf dem gewünschten Wert gehalten werden kann.
• Hierbei umfasst der Schritt des Bildens eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens das Befestigen einer Seitenwand am Träger und das Befestigen eines Deckels zumindest an der Seitenwand, wobei die Seitenwand und der Deckel aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen. Vorzugsweise werden die Befestigungen mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxyharzes hergestellt. Vorzugsweise werden Deckel und Seitenwand aus einer kohlenstofffaserverstärkten Platte mit entsprechender Dicke durch Sägen hergestellt.
• Außerdem umfasst das Verfahren den zusätzlichen Schritt des Anordnens ein oder mehrerer Stützelemente aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff zur Abstützung des Deckels auf dem Träger, bevor der Deckel auf der Seitenwand, vorzugsweise mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxyharzes, befestigt wird, wobei das oder die Stützelemente so angeordnet sind, dass durch die Anordnung ein Lichtkanal für den Lichtweg zwischen Lichteintrittsöffnung und Detektoreinheit gebildet wird, wobei zumindest eins der Stützelemente im Lichtweg der nullten Ordnung des vom Beugungsgitter spektral aufgespaltenen Lichts zur zumindest teilweisen Absorption des Lichts nullter Ordnung angeordnet wird, und Anordnung und/oder Form dieses Stützelements so gewählt ist, dass das Stützelemente außerhalb des Lichtwegs zumindest einer höheren Ordnung des vom Beugungsgitter spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet ist. Vorzugsweise werden die Stützelemente aus einer kohlenstofffaserverstärkten Platte mit entsprechender Dicke durch Sägen hergestellt.
• Kurze Beschreibung der Abbildungen
• Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Detail in den Abbildungen wie folgt gezeigt.
• 1: eine Ausführungsform des Spektrometers gemäß der vorliegenden Erfindung
• Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
• 1 zeigt eine Ausführungsform eines Spektrometers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem hohlen Optikgrundkörper 1. Die anderen Komponenten des Spektrometers wie Stativ, Anschlüsse, Datenschnittstellen bzw. Auswerteeinheiten sind hier nicht gezeigt, da sich die Erfindung auf den optischen Bereich des Spektrometers bezieht. Der Optikgrundkörper umfasst in dieser Ausführungsform einen Träger 11 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, auf dem die optischen Komponenten befestigt sind. Zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens um die Lichtwege L, L0, Ln zwischen Lichteintrittsöffnung 21 und Detektoreinheit 24 herum ist auf dem Träger 11 eine den Rand des Trägers 11 umlaufende Seitenwand 12 und auf der Seitenwand ein Deckel 13 befestigt, dessen Form an die Form der Seitenwand 12 und des Trägers 11 angepasst ist. Aus Übersichtsgründen ist der Deckel 13 in abgehobener Darstellung in 1 gezeigt. Für die Herstellung einer festen Verbindung und zur Vermeidung zusätzlicher Verarbeitungsschritte zur Vorbereitung einer Verschraubung sind Träger 11, Deckel 13 und Seitenwand 12 aufeinandergeklebt. In dieser Ausführungsform wird die Klebeverbindung unter Verwendung eines Epoxidharzes hergestellt.
• Vor dem Verschließen des Optikgrundkörpers 1 durch den Deckel 13 werden die optischen Komponenten auf dem Träger 11 befestigt. Zweckmäßig ist eine Befestigung dieser Komponenten vor dem Aufkleben der Seitenwand 12, um den größten Montagespielraum zur Verfügung zu haben. Auf dem Träger wird eine Mehrzahl an optischen Komponenten befestigt, umfassend einen Lichteintrittsspalt 22, zumindest ein Beugungsgitter 23 und zumindest eine Detektoreinheit 24. Die Justierung der optischen Komponenten wird über eine Montagelehre vorgenommen. Diese Lehre umfasst an den der Fokalkurve entsprechenden Orten geeignete Befestigunsgmittel, mit denen die optischen Komponenten 22, 23, 24 an der Lehre befestigt werden können und mit denen die optischen Komponenten 22, 23, 24 an den exakten Stellen justiert werden können. Die Lehre kann dabei aus jedem geeigneten Material, beispielsweise Stahl oder Aluminium, bestehen, da die Umweltbedingungen, insbesondere die Montagetemperatur, konstant auf dem gewünschten Wert gehalten werden kann.
• In 1 ist der Lichteintrittsspalt 22 nicht explizit gezeigt. In einer Ausführungsform kann der Lichteintrittsspalt 22 in der Lichteintrittsöffnung 21 des Optikgrundkörpers integriert sein (wie in 1 angedeutet), wobei hier die Lichteintrittsöffnung 21 in der Seitenwand 12 des Optikgrundkörpers 1 angeordnet ist. Diese Lichteintrittsöffnung kann je nach Anwendung auch an anderen Stellen des Optikgrundkörpers 1 angeordnet sein. Träger 11 und Deckel 13 sind in dieser Ausführungsform symmetrisch ausgeführt und bilden zusammen mit der Seitenwand 12 ein Sandwich, in dem die optischen Komponenten 22, 23, 24, 25 dazwischen auf dem Träger 11 angeordnet sind.
• Dabei sind die optischen Komponenten 22, 23, 24, 25 mittels einer Klebeverbindung unter Verwendung eines Epoxidharzes auf dem Träger 11 befestigt. Bei den optischen Komponenten, die Glas umfassen, ist dieses Glas Quarzglas, das einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,5·10^–6 K^–1 oder weniger hat.
• Zur Verbesserung der mechanischen Robustheit sind Stützelemente 14, 14a zur Abstützung des Deckels 13 auf dem Träger 11 angeordnet, wobei die Stützelemente 14, 14a mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes zumindest mit dem Träger 11 fest verbunden sind. In dieser Ausführungsform sind vier Stützelemente 14, 14a im Optikgrundkörper 1 angeordnet. Die Zahl der Stützelemente kann für andere Ausführungsformen variieren. Eine Verbesserung der Robustheit ließe sich auch mit einem einzelnen Stützelement 14a erreichen. Das Stützelement 14a ist hier im Lichtweg L0 der nullten Ordnung des vom Beugungsgitter 23 spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet, damit dieses Licht vom Stützelement 14a absorbiert wird. Die Form und Anordnung des Stützelements 14a ist dabei so gewählt, dass das Stützelemente 14a außerhalb des Lichtwegs Ln der höheren Ordnungen des vom Beugungsgitter 23 spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet ist.
• Die zusätzlichen Stützelemente 14 in der in 1 gezeigten Ausführungsform sind so auf dem Träger 11 angeordnet, dass sie einen Lichtkanal für den Lichtweg L zwischen der Lichteintrittsöffnung 21 und der Detektoreinheit 24 bilden, um zu verhindern, dass ungewolltes Streulicht oder Licht falscher Ordnungen auf die Detektoreinheit fallen kann.
• Zur Bereitstellung eines sehr temperaturstabilen Spektrometers sind Träger 11, Seitenwand 12, Deckel 13 und Stützelemente 14 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gefertigt. CFK besitzt einen sehr kleinen Ausdehnungskoeffizienten typischerweise kleiner oder gleich 3·10^–5 K^–1, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient in Faserrichtung sogar noch kleiner ist.
• Damit ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von CFK vernachlässigbar gegenüber anderen sonst üblichen Materialien wie Stahl mit 11–25·10^–6 K^–1 oder Aluminium mit 23·10^–6 K^–1, mit denen ebenfalls mechanisch robuste Gehäuse herstellbar wären. Auch formstabile Kunststoffe wie POM besitzen mit 110·10^–6 K^–1 einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die Festigkeit und Steifigkeit eines aus CFK hergestellten Materials ist sehr hoch, beispielsweise besitzen CFK-Materialien eine Grundfestigkeit von bis zu 1500–2000 N/mm² in Faserrichtung. Dadurch können aus CFK sehr robuste Körper hergestellt werden. Bei einem Träger 11 aus CFK, auf dem die optischen Komponenten 22, 23, 24, 25 befestigt sind, ist die Wärmeausdehnung des Trägers 11 im Vergleich zu Spektrometern nach Stand der Technik vernachlässigbar, so dass die optischen Komponenten 22, 23, 24, die bei der Herstellung des Spektrometers gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Fokalkurve angeordnet wurden, auch nach einer Temperaturänderung immer noch auf der Fokalkurve angeordnet sind. Die einzelnen CFK-Bauteile des Spektrometers werden dabei durch Sägen oder Schneiden, insbesondere Wasserstrahlschneiden, aus entsprechenden CFK-Platten mit den entsprechenden Dicken hergestellt. In dieser Ausführungsform besitzen Träger 11 und Deckel 13 eine Dicke von 3 mm, die Seitenwand 12 und die Stützelemente eine Dicke von 5 mm. In anderen Ausführungsformen können die Dicken um einige wenige Millimeter variieren. In dieser Ausführungsform umfasst der Träger 11 zusätzlich Bohrungen 15, um den Optikgrundkörper 1 über den Täger 11 beispielsweise an einem Stativ oder Gestell befestigen zu können. Zu diesem Zweck steht ein ausreichend dimensionierter Rand des Trägers 11 seitlich über die Seitenwand 12 über.
• In einer weiteren Ausführungsform (hier nicht gezeigt) umfasst der Optikgrundkörper 1 eine Gaseinlass- und eine Gasauslassöffnung, wobei die Stützelemente 14, 14a als Gasleitwände zur Führung des Gasstroms zwischen Gaseinlass- und Gasauslassöffnung ausgeführt sind.
• Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
• Bezugszeichenliste

1

Optikgrundkörper

11

Träger

12

Seitenwand

13

Deckel

14

Stützelement

14a

Stützelement zur Absorption des Lichts nullter Ordnung

15

Befestigungsmittel

21

Lichteintrittsöffnung

22

Lichteintrittsspalt

23

Beugungsgitter (oder Gitter)

24

Detektoreinheit (oder Detektor)

25

Spiegel

L

Lichtweg

L0

Lichtweg nullter Ordnung nach Reflexion am Gitter

Ln

Lichtweg des gebeugten Lichts n.Ordnung zwischen Beugungsgitter (Gitter) und Detektoreinheit (Detektor)

Claims (10)

1. Ein Spektrometer mit einem hohlen Optikgrundkörper (1) mit einer Lichteintrittsöffnung (21) und einer Mehrzahl an optischen Komponenten, umfassend zumindest einen Lichteintrittsspalt (22), zumindest ein Beugungsgitter (23) und zumindest eine Detektoreinheit (24), wobei der Optikgrundkörper (1) zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens um den Lichtweg (L) zwischen Lichteintrittsöffnung (21) und Detektoreinheit (24) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikgrundkörper (1) zumindest einen Träger (11) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff umfasst und die optischen Komponenten (22, 23, 24) auf dem Träger (11) befestigt sind, wobei der Optikgrundkörper (1) neben dem Träger (11) einen Deckel (13) und eine Seitenwand (12) zwischen Träger (11) und Deckel (13) zur Bildung eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens umfasst, wobei Deckel (13) und Seitenwand (12) ebenfalls aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen wobei zwischen dem Deckel (13) und dem Träger (11) ein oder mehrere Stützelemente (14, 14a) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff zur Abstützung des Deckels (13) auf dem Träger (11) angeordnet sind, wobei die Stützelemente (14) mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes zumindest mit dem Träger (11) fest verbunden sind, sodass das oder die Stützelemente (14, 14a) so angeordnet sind, dass durch die Anordnung ein Lichtkanal für den Lichtweg (L) zwischen Lichteintrittsöffnung (21) und Detektoreinheit (24) gebildet wird, wobei zumindest eines der Stützelemente (14a) im Lichtweg (L0) der nullten Ordnung des vom Beugungsgitter (23) spektral aufgespaltenen Lichts zur zumindest teilweisen Absorption dieses Licht der nullten Ordnung angeordnet ist, während die Anordnung und/oder Form dieses Stützelements (14a) so gewählt ist, dass dieses Stützelement (14a) außerhalb des Lichtwegs (Ln) zumindest einer höheren Ordnung des vom Beugungsgitter (23) spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet ist.
2. Das Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) eine Platte mit einer Dicke von 1–4 mm, vorzugsweise 2–3 mm ist.
3. Das Spektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Komponenten (22, 23, 24) mittels einer Klebeverbindung unter Verwendung eines Epoxidharzes auf dem Träger (11) befestigt sind.
4. Das Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (12) mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes am Träger (11) befestigt ist und dass der Deckel (13) mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxidharzes zumindest an der Seitenwand (12) befestigt ist.
5. Das Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (13) eine Platte mit einer Dicke von 1–4 mm, vorzugsweise 2–3 mm, ist und/oder die Seitenwand (12) eine Wandstärke von 3–6 mm, vorzugsweise 4–5 mm, hat.
6. Das Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (14, 14a) eine Wandstärke von 3–6 mm, vorzugsweise 4–5 mm besitzen, wobei vorzugsweise die Stützelemente (14, 14a) eine Quaderform mit einer Höhe entsprechend der Höhe der Seitenwand (12) besitzen.
7. Das Spektrometer nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikgrundkörper (1) eine Gaseinlass- und eine Gasauslassöffnung umfasst, wobei die Stützelemente (14, 14a) als Gasleitwände zur Führung des Gasstroms zwischen Gaseinlass- und Gasauslassöffnung ausgeführt sind.
8. Das Spektrometer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den optischen Komponenten, die Glas umfassen, dieses Glas ein Quarzglas ist.
9. Ein Verfahren zur Herstellung eines Spektrometers nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Trägers (11) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, wobei vorzugsweise der Träger (11) aus einer kohlenstofffaserverstärkten Platte durch Sägen hergestellt wird, – Befestigen der optischen Komponenten (22, 23, 24) auf dem Träger (11) mittels einer Lehre, die an den der Fokalkurve entsprechenden Orten geeignete Befestigungsmittel umfasst, mit denen die optischen Komponenten (22, 23, 24) an der Lehre befestigt werden können und mit denen die optischen Komponenten (22, 23, 24) an den exakten Stellen justiert werden können, vorzugsweise mittels einer Klebeverbindung unter Verwendung eines Epoxyharzes, – Bilden eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens um den Lichtweg zwischen Lichteintrittsöffnung (21) und Detektor (24) zur Herstellung des hohen Optikgrundkörpers (1), wobei der Schritt des Bildens eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens das Befestigen einer Seitenwand (12) am Träger (11) und das Befestigen eines Deckels (13) zumindest an der Seitenwand (12) umfasst, wobei Deckel (13) und Seitenwand (12) ebenfalls aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen, und – Anordnen eines oder mehrerer Stützelemente (14, 14a) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff zur Abstützung des Deckels (13) auf dem Träger (11), bevor der Deckel (13) auf der Seitenwand (12), vorzugsweise mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxyharzes, befestigt wird, wobei das oder die Stützelemente (14, 14a) so angeordnet sind, dass durch die Anordnung ein Lichtkanal für den Lichtweg (L) zwischen Lichteintrittsöffnung (21) und Detektoreinheit (24) gebildet wird und zumindest eines der Stützelemente (14a) im Lichtweg (L0) der nullten Ordnung des vom Beugungsgitter (23) spektral aufgespaltenen Lichts zur zumindest teilweisen Absorption des Lichts nullter Ordnung angeordnet wird, und die Anordnung und/oder Form dieses Stützelements (14a) so gewählt ist, dass das Stützelement (14a) außerhalb des Lichtwegs (Ln) zumindest einer höheren Ordnung des vom Beugungsgitter spektral aufgespaltenen Lichts angeordnet ist.
10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Befestigungen mittels Klebeverbindungen unter Verwendung eines Epoxyharzes hergestellt werden.

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