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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Gas-Detektor.
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Bei einem Gas-Detektor nach dem Stand
der Technik, wobei externes Gas durch einen Einlass aufgenommen
wird und seine Konzentration durch einen Gas-Sensor und elektronische
Komponenten erfasst wird, welche in dem Detektor vorhanden sind, wie
in
8A und
8B dargestellt, ist als bekannte Struktur
ein Gas-Einlass
101 oberhalb des Gas-Detektors
102 und
zu dem Gas-Detektor
102 offen angeordnet, wobei der Gas-Einlass
101 mit
einem horizontal angeordneten porösen Film (einem Wasser abstoßenden Filter)
103 versehen
ist, um Gasdurchlässigkeit,
Wasserdichtigkeit und Staubdichtigkeit des Einlasses
101 sicherzustellen,
wobei der Umfang des porösen
Films
103 zwischen internen und externen Halterungsteilen
104 und
105 eingespannt und
der poröse
Film in einem gedehnten Zustand angeordnet ist. Siehe dazu z. B.
JP-A-2002-71627 ,
insbesondere
1 davon.
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Bei der vorab beschriebenen Struktur
nach dem Stand der Technik, in welcher der poröse Film 103 horizontal
und das Halterungsteil 104 auf der oberen Fläche des
porösen
Films an dem Umfang davon angeordnet ist, bildet das Halterungsteil 104 einen
tiefen Hohlraum 106 auf dem porösen Film 103. Wenn
Dampf auf dem porösen
Film 103 kondensiert, wird deshalb ein Wassertropfen W1
auf seiner oberen Fläche
erzeugt, wie in 8A dargestellt, wobei
durch das Halterungsteil 104 verhindert wird, dass der
Wassertropfen W1 über
den äußeren Umfang
abgeleitet wird, wodurch er in dem Hohlraum 106 verbleibt
und auf eine Wasserwand W2 anwächst,
wie in 8B dargestellt,
wobei das Problem auftritt, dass der poröse Film 103 verstopft
wird und seine Gasdurchlässigkeit
ungünstig
beeinflusst wird.
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Wenn ferner Staub auf den porösen Film 103 fällt, legt
er sich, da der Staub nicht über
den äußeren Umfang
abgeleitet wird, über
die gesamte obere Fläche
des porösen
Films 103 und verstopft den porösen Film 103, wobei
das Problem auftritt, dass seine Gasdurchlässigkeit ungünstig beeinflusst
wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist deshalb, einen Gas-Detektor bereitzustellen, welcher in der
Lage ist, dass oben beschriebene Problem zu lösen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
in Anspruch 1 definierten Gas-Detektor gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren
vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Um das vorab beschriebene Problem
zu lösen,
wird erfindungsgemäß ein Gas-Detektor
bereitgestellt, welcher einen Einlass besitzt, um das zu erfassende
Gas aufzunehmen und in welchem das durch den Einlass aufgenommene
Gas durch einen Gas-Sensor erfasst wird, wobei der Einlass nach oben
gerichtet ausgebildet ist, ein poröser Film mit Wasser abweisenden
und Öl
abweisenden Eigenschaften horizontal in einem gedehnten Zustand
an dem oberen Ende des Einsatzes vorhanden ist, und die Außenseite
der äußeren Umfangskante
des porösen
Films derart strukturiert bzw. aufgebaut ist, dass jegliche Flüssigkeit
auf dem porösen
Film nach außen
fällt.
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Erfindungsgemäß dringt Gas, welches den porösen Film
durchdrungen hat, in den Einlass ein und wird durch den Gas-Sensor
erfasst.
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Auf dem porösen Film kondensierte Flüssigkeit,
welche Wasser oder Öl
sein kann, nimmt auf Grund der Wasser abweisenden und Öl abweisenden
Eigenschaften des porösen
Films eine kugelförmige
Form an. Da die Außenseite
der äußeren Umfangskante
des porösen
Films derart aufgebaut ist, dass Flüssigkeit auf dem porösen Film
nach außen fällt, bewirken
auf den Gas-Detektor einwirkende externe Kräfte, wie z. B. eine externe
Vibration oder eine Beschleunigung/Abbremsung, dass diese kugelförmige Flüssigkeit
von dem porösen
Film nach außen
abfällt.
Deshalb liegt die Flüssigkeit
nicht in einer Wasserwand-artigen Form vor und dementsprechend ist
die Gasdurchlässigkeit
jederzeit sichergestellt, wodurch eine zuverlässige Erfassung von Gas gesichert
ist. Auch jeglicher auf den porösen
Film geflogener Staub fällt
von dem porösen
Film nach außen.
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Erfindungsgemäß kann die obere Fläche der den
Einlass bildenden Umfangswand als eine glatte Fläche ausgebildet sein, wobei
der äußere Umfang des
porösen
Films fest an der oberen Fläche
der Umfangswand befestigt ist.
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Diese Form bzw. dieses Merkmal sorgt
auch für
dieselben Auswirkungen und Vorteile wie die vorab beschriebenen
Merkmale.
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Des Weiteren kann erfindungsgemäß ein Vorsprung
an dem äußeren Umfang
der oberen Fläche
der den Einlass bildenden Umfangswand vorhanden sein, wobei der
poröse
Film gedehnt und innerhalb des Vorsprunges positioniert ist, wobei
die Höhe
des Vorsprunges nicht zu groß ist,
damit die Flüssigkeit
auf dem porösen
Film nach außen
fallen kann.
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Indem der poröse Film an der Umfangswand befestigt
ist, kann der Vorsprung die Positionierung des porösen Films
unterstützen,
um zusätzlich
für dieselben
Auswirkungen und Vorteile zu sorgen wie die vorab beschriebenen
Merkmale.
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Erfindungsgemäß kann der poröse Film
weiter aus PTFE-Harz gebildet sein.
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Dies sorgt auch für dieselben Auswirkungen und
Vorteile wie die vorab beschriebenen Merkmale.
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Des Weiteren kann erfindungsgemäß eine Schutz-Kappe
mit einem festgelegten Zwischenraum über dem porösen Film vorhanden sein, damit
Luft bzw. in der Atmosphäre
befindliche Gase von außen über den
porösen
Film strömen
kann/können.
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Mit diesem Aufbau kann der poröse Film
vor äußeren Kräften zusätzlich geschützt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme
auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
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1 ist
eine Draufsicht eines Gas-Detektors, welcher eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform
darstellt.
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2 ist
eine Seitenansicht des in 1 dargestellten
Gas-Detektors.
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3 ist
eine Ansicht von unten des in 1 dargestellten
Gas-Detektors.
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4 ist
ein vergrößerter Querschnitt
entlang einer Linie IV-IV des in 1 dargestellten Gas-Detektors.
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5 ist
ein vergrößerter Querschnitt
eines in 4 dargestellten
porösen
Film-Abschnitts.
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6 ist
ein vergrößerter Querschnitt
eines porösen
Film-Abschnitts
einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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7 ist
ein Querschnitt eines Gas-Detektors, welcher eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform
darstellt.
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8A und 8B sind Querschnitte eines
wesentlichen Teils einer Struktur nach dem Stand der Technik, wobei 8A einen Zustand darstellt,
in welchem eine kugelförmige
Flüssigkeit
feststeckt, und wobei 8B einen
Zustand darstellt, in welchem die kugelförmige Flüssigkeit aus 8A eine Wasserwand geworden ist.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
zur Realisierung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 7 beschrieben.
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1 und 5 stellen eine erste bevorzugte
Ausführungsform
dar.
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Ein erfindungsgemäßer Gas-Detektor ist in einem
Gas-Leck-Detektor
einsetzbar, welcher im Fall eines Entweichens eines entflammbaren
Gases, wie z. B. Kohlenmonoxid, Methangas, Wasserstoffgas oder LPG,
das entwichene Gas erfassen kann, bevor es Feuer fängt, wobei
die hier dargestellte Ausführungsform
ein Beispiel für
ihre Anwendung bei einem Gas-Leck-Detektor ist.
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1 ist
eine Draufsicht und 2 ist
eine Seitenansicht des Gas-Detektors. 3 stellt
den Gas-Detektor von unten dar, 4 ist
ein vergrößerter Querschnitt
entlang einer Linie IV-IV des in 1 dargestellten
Gas-Detektors, und 5 ist
ein vergrößerter Querschnitt
eines porösen
Film-Abschnitts in 4.
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Mit Bezug auf 4 ist ein Gehäuse 1 aus Harz gebildet,
wobei das Gehäuse 1 einen
Gas-Sensor 2 und ein Substrat 4, auf welchem mit
dem Gas-Sensor 2 verbundene elektronische Komponenten 3 angebracht
sind, beinhaltet, wobei Signale von den elektronischen Komponenten 3,
welche das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Gas anzeigen, über einen
Kopplungs-Anschluss 5 an
eine vorgeschriebene Stelle übertragen
werden.
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Eine unterseitige Öffnung einer
das Substrat 4 beinhaltenden Kammer 6 ist durch
eine Abdeckung 7 verschlossen, wobei die Abdeckung 7 mit
Abdichtstücken 8 des
Gehäuses 1 nahtdicht
befestigt ist. Des Weiteren wird auf das Substrat 4 mit
Einbett-Material 9 von der Abdeckung 7 gedrückt.
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An dem oberen Teil des Gehäuses 1 ist
eine zylindrische Umfangswand 11, welche einen Einlass 10 zum
Aufnehmen von Gas bildet, aus demselben Material wie das Gehäuse 1 ausgebildet
und mit dem Gehäuse 1 integriert.
Die obere Fläche 11a der
Umfangswand 11 ist flach und eben ausgebildet. Ein Detektorende 2a des
Gas-Sensors 2 ist in dem Einlass 10 angeordnet,
und eine innere Umfangsfläche
eines fest an dem Gehäuse 1 befestigten
Trenn- oder Einbett-Teils 12 haftet fest an dem Umfang
eines Körpers
des Gas-Sensors 2. Das Detektorende 2a des Gas-Sensors 2 befindet
sich in einem Gas erfassenden Zwischenraum 13, welcher
von der das Substrat beinhaltenden Kammer 6 abgeteilt ist.
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Ein oberer Teil des das Gas erfassenden Zwischenraumes 13 ist
durch einen porösen
Film 14 abgedeckt. Der poröse Film 14 ist horizontal
angeordnet, und der Umfang des porösen Films 14 ist an der
oberen Fläche 11a der
Umfangswand 11 derart befestigt, dass der poröse Film 14 gedehnt
wird. Das Befestigen kann durch beliebige geeignete Mittel bewerkstelligt
werden, wie z. B. durch die Verwendung von Klebstoff, Abscheidung,
oder durch Modellieren einer Zwischenlage zusammen mit dem Gehäuse 1. Die äußere Umfangskante 14a des
porösen
Films 14 liegt frei, wie in 5 dargestellt,
da nämlich
kein Teil außerhalb
der äußeren Umfangskante 14a vorhanden
ist, so dass Wasser, Öl
und/oder Staub, welches/welcher sich auf der (oberen) Oberfläche 14a des
porösen
Films 14 befindet, einfach seitlich wegtropfen kann.
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Der poröse Film 14 lässt Staub
nicht seine Poren passieren und weist Wasser und Öl ab, ermöglicht aber,
dass Gas durchdringt. Zum Beispiel kann ein Polytetrafluorethylen(PTFE)-Film (ein poröser Film
aus PTFE-Harz), besser ein PTFE-Film mit einem Poren-Durchmesser
von 1,0 μm
und einer Dicke von 200 μm
(erhältlich
bei Nitto Denko Corporation unter der Produktidentifikationsnummer NTF2131-506)
verwendet werden.
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Die vorab beschriebene Struktur erlaubt, dass
von der äußeren Atmosphäre eindiffundierendes
Gas den porösen
Film 14 durchdringt und in den das Gas erfassenden Zwischenraum 13 strömt. Da der
das Gas erfassende Zwischenraum 13 von der Substrat beinhaltenden
Kammer durch das Abteilungsteil 12 getrennt ist, breitet
sich dann das Gas, welches in den das Gas erfassenden Zwischenraum 13 geströmt ist,
nicht in der das Substrat beinhaltenden Kammer 6 aus, was
zu einer rascheren Erfassung beiträgt.
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Wenn Gas, wie oben angegeben, in
den das Gas erfassenden Zwischenraum 13 strömt, wird
das Gas durch den Gas-Sensor 2 erfasst, und ein Gas-Leck
signalisierende Signale werden von den elektronischen Komponenten 3 an
vorgeschriebene Stellen übertragen.
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Für
Flüssigkeit,
wie z. B. Wasser oder Öl, welche
auf dem porösen
Film 14 kondensiert ist, wird durch Wasser abweisende und Öl abweisende
Funktionen des porösen
Films 14, ohne dass der poröse Film 14 durchdrungen
wird, der Berührungswinkel der
Flüssigkeit
auf der Oberfläche 14b des
porösen Films 14 größer, wodurch
sie in eine kugelförmige Flüssigkeit
W1 kondensiert, wie in 5 dargestellt. Diese
kugelförmige
Flüssigkeit
W1 gleitet auf dem porösen
Film 14, wenn das Gehäuse 1 des
Gas-Detektors vibriert, da der poröse Film 14 horizontal
und glatt gedehnt ist, wobei die kugelförmige Flüssigkeit von der äußeren Umfangskante
des porösen
Films 14 nach außen
und nach unten abgeleitet wird. Deshalb bildet Wasser oder Öl, anders
als bei dem Beispiel nach dem vorab beschriebenen Stand der Technik,
keine Wandschicht auf dem porösen
Film, um die Gasdurchlässigkeit
zu hemmen, sondern das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Gas
kann jederzeit erfasst werden.
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Wenn dieser Gas-Detektor zum Beispiel
auf einem Motorfahrzeug angebracht ist, um jegliche Undichtigkeit
bezüglich
seines Benzins, Wasserstoffgases oder LPGs zu erfassen, bewirkt
die Vibration und Beschleunigung/Abbremsung während der Fahrt des Fahrzeuges,
dass die kugelförmige
Flüssigkeit
W1 abgeleitet wird.
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Auch auf den porösen Film 14 fliegender Staub
wird durch die Vibration des porösen
Films 14 von der äußeren Umfangskante
des porösen
Films 14 nach außen
und nach unten abgeleitet. Deshalb gibt es keine Möglichkeit,
dass der poröse
Film 14 mit Staub verstopft ist, wodurch die Gasdurchlässigkeit verschlechtert
und die Gaserfassung behindert wäre.
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6 stellt
eine zweite Ausführungsform dar.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform
ist ein Positionierungs-Vorsprung 15,
welcher in Kontakt mit der äußeren Umfangskante 14a des
porösen
Films 14 ist, ganzheitlich mit der Umfangswand 11 auf
der oberen Fläche 11a der
Umfangswand 11 des Gehäuses 1 ausgebildet,
an welcher der poröse
Film 14 bei der vorab beschriebenen ersten Ausführungsform befestigt
ist. Dieser Vorsprung 15 kann entweder ringförmig vollständig um
den Umfang herum oder teilweise um den Umfang herum ausgebildet
sein.
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Die Höhe H des Vorsprungs 15 sollte
im Bezug auf die kugelförmige
Flüssigkeit
W1 nicht zu groß sein,
damit diese durch eine Vibration, z. B. ähnlich einer vorab erwähnten, über den
Vorsprung 15 gelangen und nach außen fallen kann. Zum Beispiel
kann die Höhe
H kleiner als die Größe des Durchmessers der
kugelförmigen
Flüssigkeit
W1 und vorzugsweise mit ungefähr
O,1mm gewählt
werden.
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Bezüglich aller anderen Aspekte
ist die Struktur der zweiten Ausführungsform dieselbe wie diejenige
der vorab beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform
spielt der Vorsprung 15 eine positionierende Rolle beim
Befestigen des porösen
Films 14 mit der Umfangswand 11 des Gehäuses 1,
wodurch das Befes tigen des porösen
Films 14 erleichtert und die Genauigkeit der Befestigungsposition
erhöht
wird.
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7 stellt
eine dritte bevorzugte Ausführungsform
dar.
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Bei dieser dritten Ausführungsform
ist die vorab beschriebene Struktur der zweiten Ausführungsform
mit dem Vorsprung 15 mit einer Schutz-Kappe 16 über dem
porösen
Film 14 versehen.
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Die Schutz-Kappe 16 ist
ganzheitlich mit einer schützenden
Platte 16a, welche im Durchmesser etwas größer als
der poröse
Film 14 ist, aus Harz modelliert, wobei sich Beine 16b teilweise
von dem äußeren Umfang
der schützenden
Platte 16a erstrecken und Eingriffsklauen 16c an
unteren Enden der Beine 16b ausgebildet sind. Die Beine 16b der Schutz-Kappe 16 werden
mit auf der äußeren Fläche der
Umfangswand 11 ausgebildeten Eingriffs-Abschnitten 17 durch
eine Schnapp-Befestigung befestigt, so dass die Schutz-Platte 16a die
Oberfläche 14b des
porösen
Films 14 derart überdeckt,
dass die Schutz-Platte 16a nach oben von der Oberfläche 14b des
porösen
Films 14 getrennt ist, d.h. die Oberfläche 14b des porösen Films 14 nicht
berührt.
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Da die Struktur dieser Ausführungsform
bezüglich
aller anderen Aspekte dieselbe wie die der ersten vorab beschriebenen
Ausführungsform
ist, werden dieselben Elemente wie ihre Gegenstücke bei der ersten Ausführungsform
durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird
verzichtet.
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Bei dieser dritten Ausführungsform
passiert Gas einen Zwischenraum 18 zwischen den Beinen 16b der
Schutz-Kappe 16, um eine ungehinderte Erfassung des Gases sicherzustellen,
und die Schutz-Platte 16a der Schutz-Kappe 16 kann
den porösen
Film 14 vor externen Einwirkungen schützen.
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Im Übrigen kann die Schutz-Kappe 16 gut auf
dieselbe Weise, wie vorab beschrieben, der Struktur der ersten Ausführungsform
hinzugefügt werden.
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Da, wie bisher beschrieben, die Erfindung
ermöglicht,
dass sich auf der oberen Fläche
des porösen
Films befindliche Flüssigkeit,
wie z. B. Wasser oder Öl,
oder auf die obere Fläche
des porösen
Films geflogener Staub durch die Vibration des Gas-Detektors abgeleitet
wird, kann ein Zuschmieren der gesamten Fläche des porösen Films mit Wasser, Öl und/oder
Staub verhindert werden, was es unmöglich machen würde, Gas
zu erfassen, und somit ist jederzeit eine Gasdurchlässigkeit
und eine erfolgreiche Erfassung von Gas sichergestellt.
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Indem außerdem der Vorsprung auf dem äußeren Umfang
der oberen Fläche
der Umfangswand des Einlasses vorhanden ist, kann durch den Vorsprung
eine Positionierung des porösen
Films unterstützt
werden, um zusätzlich
zu den vorab beschriebenen Vorteilen eine Montage des porösen Films
zu erleichtern und eine Positionierungsgenauigkeit des porösen Films
zu erhöhen.
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Indem die Schutz-Kappe über dem
porösen Film
angeordnet ist, kann der poröse
Film zusätzlich zu
den vorab genannten Vorteilen vor externen Einwirkungen geschützt werden.