JPH052082A - 電磁誘導型検査装置 - Google Patents
電磁誘導型検査装置Info
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- JPH052082A JPH052082A JP3255597A JP25559791A JPH052082A JP H052082 A JPH052082 A JP H052082A JP 3255597 A JP3255597 A JP 3255597A JP 25559791 A JP25559791 A JP 25559791A JP H052082 A JPH052082 A JP H052082A
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Abstract
を高感度、高精度で検査、検出する。また、食品、薬品
錠剤、合成樹脂製品、工作物などの被検査物の在否のみ
ならず、それらの被検査物に含まれる異物乃至欠陥など
を分解能よく検出する。しかも、被検査物の大きさに関
係なく小型化に対応できる。 【構成】 一次側の励磁コイル13aと二次側の誘導コ
イル13bを同軸で一部を接触させて一体に構成してな
る検出コイル部13に、被検査物Sを近接配置させるこ
とで励磁コイル13aが形成する磁場fが変化し、誘導
コイル13bのインダクタンスに変化が現れる。この電
磁誘導型検査装置により、誘導コイル13bの出力を判
定することで被検査物Sの材質を認識したり、異物の混
入などを検出することができる。
Description
って被検査物の異常などを検出するための電磁誘導を利
用した検査装置に関し、特に、食品、薬品錠剤、合成樹
脂製品、工作物などの被検査物を励磁コイルによる磁界
中におき、それによる電磁誘導の変化によって被検査物
に混入した異物などを検出する検査装置に関するもので
ある。
生じ、同じ磁場中におかれたコイルのインダクタンスが
変化する。このインダクタンスは、磁場中の物体の誘電
率、透磁率、大きさ、磁場中の位置などの因子に比例し
て変化する。これらのうちのいくつかの既知の因子を一
定にして、物体を磁場中におくと、他の未知因子を正確
に認識することができる。この原理を利用して検体の同
定、物質の在否を認知するなどの非破壊検査機能をもつ
電磁誘導検査装置が多く提案されている。
に従って説明すると、交流電流の印加によって磁界を発
生する電磁コイル1をブリッジ回路2の一辺に介在させ
た構成のものがある。この検査装置では、コイル1が定
常状態の場合、交流電源3によって励磁される電磁コイ
ル1とこれに対応する辺のインダクタLはインダクタン
スが等しく、且つ、他の2辺の抵抗R1、R2を同一に
設定して平衡を維持している。つまり、平衡状態におい
てブリッジ回路2の出力点a、bの差動電圧をとる差動
増幅器4からの出力Voutは理論的に零になる。
(磁束f)に物体Sが入ると、電磁コイル1の自己誘導
インダクタンスが変化する。結果として、ブリッジ回路
2におけるインダクタLと電磁コイル1の平衡が崩れて
出力点a、bに電位差が生じ、物体Sの誘導係数に応じ
た出力Voutが得られる。これによる出力Voutの変化を予
めデータ化しておけば、物体Sの材質、大きさ、更に
は、磁界中を移動する速度などを認識することが可能と
なる。また、既知の検体に対して、その中に混入する異
物も容易に検出できる。この場合、予め規定した基準物
体をインダクタLに対向させておき、正常な被検査物を
電磁コイル1に接近させた時に基準物体と被検査物とが
平衡な定常状態を呈するように設定されている。
ンスを利用した検査装置も提案されている。この従来装
置は、交流電源5に励磁される励磁コイル(一次コイ
ル)6と、励磁コイル6の磁束を受けて起電力を生じる
一対の検出コイル(2次コイル)7a、7bと差動増幅
器8とからなる。検出コイル7a、7bは逆方向に巻回
されて直列に差動接続され、定常状態において励磁コイ
ル6の磁束fを均等に受けて起電力を相殺する構成にな
っている。つまり、定常状態では検出コイル7a、7b
の出力点a、bの差動電圧(差動増幅器8の出力Vout)
は理論的に零である。
出コイル7a、7bとの間に検査路9を形成し、ここに
物体Sを通過させる。物体Sが励起コイル6からの磁束
fを切ることで検出コイル7a、7bが受ける磁束鎖交
数が変化し、検出コイル7a、7bの夫々の起電力が非
平衡になり、差動出力Voutが現れる。これにより、物体
Sの材質、大きさ、あるいは、工作物の欠陥などを検出
することができる。
からも明らかなように、この種の電磁誘導検査装置で
は、誘導コイルを含む平衡回路における誘導インダクタ
ンスの非平衡状態を差動電圧として検出するので、検出
精度を向上させるためには、検体が磁束を鎖交すること
による起電力の変化を高感度に検出する必要がある。
検査装置では、自己インダクタンスの変化率(基底イン
ダクタンスに対する変化時のインダクタンスとの差)が
極めて小さく、被検査物が十分に大きい誘電率を持つ
か、あるいは、強磁性体などのように大きな磁場変化を
もたらすものでなければ検出が不可能であった。つま
り、検出感度が極めて低く、被検査物の材質の識別ある
いは非金属の検出などのようにインダクタンス変化率が
小さい検査物には対応できなかった。
誘導型検査装置は、励磁コイル(一次コイル)6と検出
コイル(二次コイル)7a、7bの間に検査路9が存在
し、検出コイル7a、7bの誘導効率は検査路9の大き
さ(励磁コイルから検出コイルまでの距離d)に反比例
するので、励磁コイルと検出コイルの間隔(検査路)を
大きくするのにも限界があった。つまり、検査路9を必
要とするために装置の大型化を伴ないながらも、検査対
象の物体の大きさが制限され、実質的に大型の対象物を
検査することは不可能であった。また、励磁コイル6の
励磁性能を高めて検査路9を広げると分解能が低下し、
微小な変化が検出不能である。
が不可避的に内在する欠点がある。たとえば、図13に
示すように、検査時に検出コイル7aの近傍に検体Sが
存在して検出コイル7aに鎖交する磁束に変化を及ぼす
と検出コイル7aのインダクタンスが変化するが、この
時点で基準インダクタンスとなるべき検出コイル7bの
インダクタンスも多かれ少なかれ変化する。すなわち、
物体Sによって検出コイル7aの起電力を、同時に変化
する検出コイル7bの起電力が打ち消すことになる。こ
の起電力の相殺作用は検体Sのコイルに対する相対位置
によって複雑に変化し、所期の起電力変化量が場合によ
っては無視できないほどの検出誤差をもたらす。
置では、検査対象物の大きさが制限され、食品に混入す
る異物あるいは工作物の欠陥等の微小対象物の検出に精
度が劣り、被検査物の材質同定などの微妙な検査には到
底対応できないなどの欠点があった。
するためになされたもので、その目的とするところは、
誘電体、磁性体を問わずあらゆる検査対象物を高感度、
高精度で検査、検出できる電磁誘導型検査装置を提供す
ることにある。この発明の他の目的は、食品、薬品錠
剤、合成樹脂製品、工作物などの被検査物の在否のみな
らず、それらの被検査物に含まれる異物乃至欠陥などを
分解能よく検出でき、しかも、被検査物の大きさに関係
なく小型化に対応できる高性能電磁誘導型検査装置を提
供することにある。
め、この発明による電磁誘導型検査装置は、(a)交流
電流の印加により磁場を形成する励磁コイルと、前記励
磁コイルと同軸で一部を接触させた誘導コイルとを一体
に構成してなる検出コイル部、(b)誘導コイルの出力
から被検査物による磁場の変化を検出する検出回路とか
らなる。
て起電力を誘導し、励磁コイルが形成する磁場中に被検
査物をおくことで変化する磁束鎖交数に対応してインダ
クタンスが変化する。検出回路をブリッジ回路などの平
衡回路、更には、比較器、差動増幅器で構成し、誘導コ
イルのインダクタンスの変化を増幅、判定することで、
インダクタンスの変化量を容易に把握できる。
周部分に配設したり、もしくは、並設させることで、誘
導コイルを励磁コイルを一体化した検出コイル部を構成
できる。これによって、励磁コイルの交流磁界による誘
導コイルの電磁誘導が効率よく行なえるばかりか、検査
装置における検出部の構成を小型化でき、しかも、被検
査物の大きさに制約を与えることもない。発明の他の目
的、特徴は添付図面に基づく以下の詳しい説明で明らか
にする。
に示す電磁誘導型検査装置は、交流電流を出力する交流
電源11と、被検査物に対向して電磁誘導の変化を形成
する検出コイル部13と、検出コイル部13からの出力
から被検査物の態様を判定する検出回路15とからな
る。
交流電流の印加を受けて励磁し交流磁界(磁束f)を形
成する励磁コイル13aと、励磁コイル13aの外周面
の一方端の一部に密接状に同軸巻回され励磁コイル13
aの交流磁界によって電磁誘導して起電力を出力する誘
導コイル13bとからなる。一次側の励磁コイル13a
と二次側の誘導コイル13bが一体になっており、誘導
コイル13bが励磁コイル13aによる励起磁束fの全
てに鎖交するので、極めて高い効率で誘導コイル13b
に相互インダクタンスが起り、大きい交流起電力が出力
される。そこで、図示のように、励磁コイル13aによ
る磁束fを鎖交するように被検査物Sをおくと誘導コイ
ル13bのインダクタンスに変化がみられる。このイン
ダクタンスの変化は被検査物S大きさ、材質などの因子
によって異なる。励磁コイル13aによる磁場に被検査
物Sが存在していない定常状態における誘導コイル13
bのインダクタンスと、同上磁場中に被検査物Sが存在
する場合のインダクタンスとの差を判定することで、単
に被検査物Sの在否乃至大きさのみならず、その材質、
更には、被検査物Sに混入する異物の存在をも正確に識
別することができる。
utの変化を識別する機能を有するもので、この実施例で
は、定常状態における誘導コイル13bのインダクタン
スを基準値Vrefとして設定し、検査時の誘導コイル13
bの出力値Voutと比較する比較器15aと、比較器15
aからの出力から検査対象を認識する判定回路15bと
からなる。
に、ボビン16に導電性線材を多重巻回して励磁コイル
13aを形成し、励磁コイル13aの外周面の一部にア
ルミ箔などの電磁シールド層17と絶縁シート18を層
状に巻きつけ、更に絶縁シート18の外周面に導電性線
材を多重巻回して誘導コイル13bを形成することで構
成できる。検出コイル部13として使用する際は、ボビ
ン16を取り除いてもよい。しかしながら、基本的に励
磁コイルと誘導コイルよりなる検出コイル部の製作方
法、構成要素は特にこれに限定するものではなく、様々
な方法で製作できることは言うまでもない。
5を平衡回路22、増幅器24、判定回路25で構成し
ている。交流電源11及び検出回路13の構成は前記第
1の実施例と実質的に同一である。
コイル13bのインダクタンスを実数部Lとして、これ
に直列接続させるインダクタ22aを虚数部−Lとし
て、平衡させておく。つまり、被検査物のない定常状態
では平衡回路22における誘導コイル13bとインダク
タ22aのインダクタンスは打ち消しあい、差動出力電
圧Voutは実質的に零になる。ところが、検出コイル部1
3に被検査物が存在すると誘導コイル13bのインダク
タンスLが変化し、インダクタ22aのインダクタンス
との差分だけを増幅器24に出力する。これにより判定
回路25での判定が容易になる。また、判定回路25に
差動出力の基準を設定しておけば、被検査物の規格検査
を簡単に実行することができる。
クタ22aのインダクタンス−Lを構成するには様々な
方法が考えられる。たとえば、図4に示す平衡回路30
のように、検出コイル部13に略々同一構造の平衡イン
ダクタ部23を検出コイル部13と直列接続する。すな
わち、平衡インダクタ部23を、検出コイル部13の励
磁コイル13aと同一構成の励磁コイル23aと、検出
コイル部13の誘導コイル13bと巻回方向以外は同一
構成の誘導コイル23bとで構成する。
23aを共通の交流電源11で励磁して夫々の誘導コイ
ル13b、23bを電磁誘導させると各コイルで等量の
起電力が発生するが、誘導コイル13b、23bの巻回
方向が逆であるため逆符号のインダクタンスとなる。つ
まり、検出コイル13aが定常状態であるかぎり、誘導
コイル13b、23bで発生する起電力は打ち消しあ
い、差動出力は実質的に零となる。ところが、検出コイ
ル部13における励磁コイル13aの磁場中に被検査物
Sを存在させると、誘導コイル13b、23bのインダ
クタンスが非平衡となり差動出力Voutが現れる。これに
より、被検査物の微妙な変化を検出することができる。
査物中の混入異物、あるいは、工作物内部の欠陥などの
微小異常の検出を容易に行なうことが可能となる。すな
わち、図5に示すように、基準となる製品Srefを平衡イ
ンダクタ部23の磁場中に常設しておき、検出コイル部1
3の磁場中に被検査物Sを置く。この時、基準製品Sref
と被検査物Sが同一である定常状態の場合、つまり、被
検査物Sに異物混入などの異常がなければ、誘導コイル
13b、23bが平衡を保つので差動出力Voutが実質的
に零になる。ところが、被検査物Sの内部に異物eが存
在すると、誘導コイル13b、23bの誘導平衡が崩
れ、差動出力Voutが現れ、これによって、異物eの存在
を認識することができる。言うまでもなく、基準製品Sr
efと被検査物Sは夫々、平衡インダクタ部23と検出コ
イル部13に対して同じ相対位置におく必要がある。
ある場合は、図6に示すように、平衡インダクタ部23に
基準製品Srefを配置し、検出コイル部13の被検査物S
を対向は位置させることで、被検査物Sのクラックなど
の欠陥cの有無を高分解能をもって確実に検出すること
ができる。被検査物Sが金属であり、検査対象がスポッ
ト溶接部分の欠陥である場合、励磁コイル13aが形成
する磁界によって被検査物Sの全体が磁化するが、欠陥
cで発生する渦電流の影響で誘導コイル13bの相互イ
ンダクタンスが変化する。このように、金属の溶接部分
のクラック、ピンホールなど視認検査で発見しにくい欠
陥でも、効果的に欠陥の程度まで検出することができる
など、各種非破壊検査に威力を発揮する。
5.2cm、厚さ5mmの合成樹脂性のボビンに導線を30
0回巻回して励磁コイル13a、23aを夫々形成し、
更にその上に導線を300回巻回して誘導コイル13
b、23bを夫々形成して検出コイル部13及び平衡イ
ンダクタ部23を構成し、励磁コイル13a、23aに
周波数0.2〜1kHz 、電圧15Vの交流電流を印加し
た。この場合、励磁コイル13a、23aのインダクタ
ンスは5.8mHであり、誘導コイル13b、23bのそ
れは6.5mHであった。この検査装置で対角距離20mm
のナットを被検査物Sとして検査したところ、深さ0.
1mm、長さ3mmの微小クラックが検出できた。
側励磁コイル13aの外周面の一方端側の一部に誘導コ
イル13bを巻回させた構成であったが、励磁コイルと
誘導コイルを同軸で一部を接触させて一体化させればど
のような構成を採ってもよい。以下に検出コイル部の改
変例を説明する。
3aの外周面の長さ方向の略中央に誘導コイル33bを
設けている。この構成では励磁コイル33aの両端にお
いて同一の相互インダクタンス特性が得られる可逆性を
備えている。ここでは、被検査物Sを励磁コイル33a
の一端部(図中、上端)に対向配置させているが、円筒
形状の励磁コイル33aの内部中空孔34を検査通路と
して被検査物を通過乃至落下させて、その時のインダク
タンス変化を測定するようにしてもよい。
43aの内側に誘導コイル43bを密接状に同軸巻回し
て設けている。この構成によれば、誘導コイル43bが
励磁コイル43aに内蔵されるため、検出コイル部の小
型化、ひいては、検査装置全体の小型化が可能となる。
外径の励磁コイル53a及び誘導コイル53bを同軸状
に並設した構成である。この構成でも前記実施例のもの
と同様の効果が得られる。
をなす誘導コイル63bを設けた検出コイル部63であ
る。あるいは、図11に示すように逆方向に巻回して直
列結線した一対の誘導コイル73bを励磁コイル73a
の内部に収めて検出コイル部73を構成してもよい。ど
ちらの実施例でも、双方の誘導コイルを逆方向に巻回し
て直列接続することで、単体で差動回路を構成すること
ができる。評価実験において、長さ15cm、内径3cm、
厚さ1mmの合成樹脂性のボビンに導線を1000回巻回
して励磁コイル63aを形成し、更にその上に導線を1
000回巻回して両誘導コイル63bを形成して検出コ
イル部63を構成し、励磁コイル63aに周波数0.1
〜1kHz 、電圧15Vの交流電流を印加した。この場
合、励磁コイル、誘導コイルのインダクタンスは夫々、
100mHであった。この検査装置で直径0.1mmの鉄球
が検出できた。
コイルと誘導コイルの形態を様々に改変させることがで
き、特に図示の実施例のみに限定するものではない。た
とえば、上記したいずれの実施例における誘導コイルも
断面積が励磁コイルより小さいが、反対に誘導コイルの
ほうを大きくしてもよく、導線巻回状態、磁束鎖交条件
などの設計要素によって適宜設定すればよい。
は、励磁コイルの軸方向のいずれか一方端に対向させて
近接させることで磁束鎖交効率を高めることができ、こ
れによって検出感度が高まるが、被検査物の配置位置を
特に限定するものではなく、励磁コイルが形成する磁束
が及ぶ範囲であれば、どの位置に被検査物を置いてもよ
い。たとえば、円筒形状の励磁コイルの内部中空孔を通
路として被検査物を通過乃至落下させてもよい。
導型検出装置は、同軸状に一体化した励磁コイルと誘導
コイルとで検出コイル部を構成し、励磁コイルが形成す
る磁界にある被検査物による誘導コイルの相互インダク
タンスの変化を検出するようにしたので、食品、薬品錠
剤、合成樹脂製品、工作物など誘電体、磁性体、導体−
非導体、金属−非金属を問わず各種対象物の在否乃至材
質を判定できるだけでなく、それらの被検査物に含まれ
る微小な異物乃至欠陥などをも分解能よく高感度、高精
度で検査、検出できる。しかも、検出コイルの外部に検
査領域を備えているため、大きさを問わず様々な被検査
物を検査でき、しかも、励磁コイルと誘導コイルを一体
化しているので装置の小型化が可能である。
施例を示す概略図。
側面図。
明図。
明図。
説明図。
説明図。
磁場、13、33、43、53、63、73…検出コイ
ル部 13a、33a、43a、53a、63a、73a…励
磁コイル、13b、33b、43b、53b、63b、
73b…誘導コイル。
Claims (11)
- 【請求項1】a)交流電流を出力する交流電源、 b)交流電流の印加により励磁して磁場を形成する励磁
コイルと、該励磁コイルと同軸で一部を接触させ該励磁
コイルの励磁によって電磁誘導して起電力を発生させる
少なくとも一つの誘導コイルとを一体に構成してなる検
出コイル部、 c)誘導コイルの出力から被検査物による磁場の変化を
検出する検出回路とからなる電磁誘導型検査装置。 - 【請求項2】該誘導コイルを該励磁コイルの外周面の一
方端の一部に同軸巻回させた請求項1記載の検査装置。 - 【請求項3】該誘導コイルを該励磁コイルの外周面の長
さ方向の略中央に同軸巻回させた請求項1記載の検査装
置。 - 【請求項4】該誘導コイルを該励磁コイルの内側に同軸
巻回させた請求項1記載の検査装置。 - 【請求項5】同一内外径の該励磁コイルと該誘導コイル
を同軸状に並設した請求項1記載の検査装置。 - 【請求項6】該励磁コイルの外周面に、逆方向に巻回し
て直列結線した一対の該誘導コイルを同軸状に設けた請
求項1記載の検査装置。 - 【請求項7】該励磁コイルの内周面に、逆方向に巻回し
て直列結線した一対の該誘導コイルを同軸状に設けた請
求項1記載の検査装置。 - 【請求項8】該検出回路を、定常状態における該誘導コ
イルのインダクタンスを基準値として設定し検査時の該
誘導コイルの出力と該基準値を比較する比較器と、比較
器の出力から被検査物を判定する判定回路とからなる請
求項1記載の検査装置。 - 【請求項9】該検出回路を、該誘導コイルの定常状態の
インダクタンスに等しいインダクタンスを有するインダ
クタを該誘導コイルと直列接続してなる平衡回路と、該
平衡回路からの出力を増幅する増幅器と、該増幅器の出
力から被検査物を判定する判定回路で構成した請求項1
記載の検査装置。 - 【請求項10】該インダクタが該検出コイル部と同一構
成である請求項9記載の検査装置。 - 【請求項11】該検出コイル部を、ボビンに導線を巻回
して該励磁コイルを形成し、該励磁コイルの外周面の一
部に電磁シールド層と絶縁シートを層状に巻きつけ、該
絶縁シートの外周面に導線を巻回して該誘導コイルを形
成してなる請求項1記載の検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25559791A JP3140105B2 (ja) | 1990-10-23 | 1991-10-02 | 電磁誘導型検査装置 |
| TW084208685U TW341328U (en) | 1991-10-02 | 1991-10-23 | Electromagnetic induction type inspection device |
| KR1019910018697A KR920008489A (ko) | 1990-10-23 | 1991-10-23 | 전자유도에 의한 검사장치 |
| US08/061,504 US5432444A (en) | 1990-10-23 | 1993-05-14 | Inspection device having coaxial induction and exciting coils forming a unitary coil unit |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-283368 | 1990-10-23 | ||
| JP02283368 | 1990-10-23 | ||
| JP25559791A JP3140105B2 (ja) | 1990-10-23 | 1991-10-02 | 電磁誘導型検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH052082A true JPH052082A (ja) | 1993-01-08 |
| JP3140105B2 JP3140105B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=26542305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25559791A Expired - Lifetime JP3140105B2 (ja) | 1990-10-23 | 1991-10-02 | 電磁誘導型検査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR920008489A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007203250A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Katsuzo Kawanishi | 非金属物品検出器、計量包装機、および物品選別装置 |
| US7696747B2 (en) | 2005-11-07 | 2010-04-13 | Kaisei Engineer Co., Ltd. | Electromagnetic induction type inspection device and method |
| JP2010122112A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Jfe Advantech Co Ltd | 流体含有磁性粉濃度検出装置 |
| JP2019012085A (ja) * | 2018-10-22 | 2019-01-24 | 株式会社荏原製作所 | 金属検知用センサー及び該センサーを用いた金属検知方法 |
| CN114460655A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-10 | 杭州天纵智慧科技有限责任公司 | 一种药物片剂的检测装置及方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60237042D1 (de) * | 2002-03-04 | 2010-08-26 | Sicpa Holding Sa | Messprobe und damit ausgestattete authentifikationsvorrichtung |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP25559791A patent/JP3140105B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-23 KR KR1019910018697A patent/KR920008489A/ko not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7696747B2 (en) | 2005-11-07 | 2010-04-13 | Kaisei Engineer Co., Ltd. | Electromagnetic induction type inspection device and method |
| JP2007203250A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Katsuzo Kawanishi | 非金属物品検出器、計量包装機、および物品選別装置 |
| JP2010122112A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Jfe Advantech Co Ltd | 流体含有磁性粉濃度検出装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3140105B2 (ja) | 2001-03-05 |
| KR920008489A (ko) | 1992-05-28 |
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