Individuelle Kugelbeschichtung beim METAS in Bern/Schweiz
Ein Bericht über die Neubeschichtung der größen Ulbrichtkugel Europas
Über das Projekt
Das METAS beherbergt, nach unserem Kenntnisstand, die derzeit größte Ulbrichtkugel Europas mit einem Durchmesser von (3,98 ± 0,01) m, also fast 4 Metern. Diese Kugel wurde nun einige Jahre nicht mehr aktiv für Messaufgaben verwendet, weil die Beschichtung des damaligen Herstellers über die Jahrzehnte leicht vergilbt ist. Dies ist typisch für ältere Bariumsulfatbeschichtungen. Beschleunigt wird dieser Prozess beispielsweise durch höhere Luftfeuchtigkeit, um nur einen Faktor zu nennen.
Im Zuge der Ertüchtigung der Kugel wurde aus diesem Grund die Kugel durch einen Spezialisten aus dem Hause Gigahertz direkt vor Ort neu beschichtet. Hierzu wurden bereits im Vorfeld bei Gigahertz-Optik über 70 Liter einer speziellen Bariumsulfatbeschichtung mit dem gewünschten 90-prozentigen Reflexionsgrad in einem aufwendigen und absolut reproduzierbaren Herstellungsverfahren vorproduziert. Die große Menge wird bei einer Kugel mit 4 m Durchmesser und vielen Beschichtungsschichten für eine sehr hohe Homogenität benötigt.
Beim METAS wurde dafür in einem eigens für die Beschichtung errichteten Unterdruckzelt gearbeitet, um die Sauberkeit im dortigen Kalibrierlabor sicherzustellen und andere sensible optische Geräte wie ein Spiegelgoniometer nicht zu gefährden. Hier war die Vorbereitung des METAS hervorragend! Aufgrund der Kugelgröße war die einmalige Beschichtungstechnik eine besondere Herausforderung. Eine Woche lang dauerten die Beschichtung und die damit verbundenen Arbeiten an der Ulbrichtkugel. Der Kugel-Spezialist Anton Henger (Gigahertz Optik GmbH) und Florian Stuker (METAS) arbeiteten an diesem Projekt eng zusammen, um ein optimales Ergebnis zu erzielen und den Weg für den weiteren Kugel-Aufbau zu ebnen.
Über das METAS
Das Eidgenössische Institut für Metrologie METAS ist das Kompetenzzentrum des Bundes für alle Fragen des Messens, für Messmittel und Messverfahren. Als nationales Metrologieinstitut der Schweiz sorgt es dafür, dass in der Schweiz mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit gemessen werden kann, die für Wirtschaft, Forschung, Gesellschaft und Umweltschutz erforderlich ist. Das METAS ist das Schweizer Pendant zur Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in der Bundesrepublik Deutschland oder dem National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA, um nur zwei andere zu nennen.
Das METAS ist für die Sicherstellung der metrologischen Infrastruktur sowie für die Entwicklung und Anwendung von hochpräzisen Messverfahren und -methoden verantwortlich. Einige der wichtigsten Aufgaben des METAS umfassen die Kalibrierung und Prüfung von Messgeräten, die Entwicklung von Normen und technischen Vorschriften, die Durchführung von metrologischen Forschungsprojekten und die Bereitstellung von metrologischen Dienstleistungen für die Industrie und die Öffentlichkeit. Es führt Kalibrierungen und Prüfungen in Bereichen wie Elektrizität, Magnetismus, Optik, Thermodynamik, Zeit und Frequenz, Masse und Länge durch.
Das METAS arbeitet eng mit internationalen Partnern zusammen, um die internationale Vergleichbarkeit von Messergebnissen sicherzustellen. In diesem Projekt arbeiteten wir mit der Gruppe Radiometrie und Photometrie zusammen.
Links: Beschichtung der Ulbrichtkugel mit Schutzausrüstung. Rechts: Die Kugel wurde vom METAS in einem Unterdruckzelt vorbereitet um die sensible Messtechnik im Labor zu schützen.
Auf einen Blick
- Größte Ulbrichtkugel Europas mit 4 m Durchmesser wurde beschichtet
- Es wurde ein individueller Reflexionsgrad von hier 90 % umgesetzt
- Hohe Homogenität durch Mehrschichtauftrag
- Ein erfolgreich umgesetztes Projekt dank sehr guter Zusammenarbeit