JPH10111239A - 表面の湿度を測定する装置 - Google Patents
表面の湿度を測定する装置Info
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- JPH10111239A JPH10111239A JP9092457A JP9245797A JPH10111239A JP H10111239 A JPH10111239 A JP H10111239A JP 9092457 A JP9092457 A JP 9092457A JP 9245797 A JP9245797 A JP 9245797A JP H10111239 A JPH10111239 A JP H10111239A
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- prism
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 吸湿性または液体吸収性の面状構造体および
材料の表面湿度を測定する装置の測定精度を更に高め
る。 【解決手段】 測定に使用する光が既知の一定波長を有
し、この波長のみを通すフィルタを光電変換器１０に前
置するか、あるいは、光電変換器１０がこの波長に対し
てのみ感度を有するか、あるいは、光を発生させた後に
測定に使用する光を既知の一定周波数でパルス化する
か、プリズム１に入射する前の光ビーム２aのところに
配置された適当な装置によりパルス化し、既知の一定周
波数に対して選択的な感度を持って光電変換器１０を動
作させ、前記周波数に対して選択的な感度を持ってこの
変換器の出力信号を増幅するか、あるいは、両方の方法
を組み合わせて、既知の一定周波数および既知の一定周
波数の光を使用する。
材料の表面湿度を測定する装置の測定精度を更に高め
る。 【解決手段】 測定に使用する光が既知の一定波長を有
し、この波長のみを通すフィルタを光電変換器１０に前
置するか、あるいは、光電変換器１０がこの波長に対し
てのみ感度を有するか、あるいは、光を発生させた後に
測定に使用する光を既知の一定周波数でパルス化する
か、プリズム１に入射する前の光ビーム２aのところに
配置された適当な装置によりパルス化し、既知の一定周
波数に対して選択的な感度を持って光電変換器１０を動
作させ、前記周波数に対して選択的な感度を持ってこの
変換器の出力信号を増幅するか、あるいは、両方の方法
を組み合わせて、既知の一定周波数および既知の一定周
波数の光を使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば濾紙、赤
ん坊のおむつ、生理用ナプキン、失禁者のおむつ、患者
のシーツ、不織物、織物のような、特に吸湿性、液体吸
収性あるいは液体を導く面状構造体の表面の湿度を測定
するのに適した装置に関する。
ん坊のおむつ、生理用ナプキン、失禁者のおむつ、患者
のシーツ、不織物、織物のような、特に吸湿性、液体吸
収性あるいは液体を導く面状構造体の表面の湿度を測定
するのに適した装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】欧州公開特許第 0 312 919号明細書には
表面の湿度を測定する方法が開示されている。この方法
の原理はドーブプリズムの底面で連続光ビームを全反射
させることに基づいている。全反射の外に底面で生じる
光の散乱はこの底面が湿気を含む表面に接触するとその
強度を変えてしまう。
表面の湿度を測定する方法が開示されている。この方法
の原理はドーブプリズムの底面で連続光ビームを全反射
させることに基づいている。全反射の外に底面で生じる
光の散乱はこの底面が湿気を含む表面に接触するとその
強度を変えてしまう。
【０００３】驚くことには、単色光を使用するおよび／
または光源と検出器、あるいは場合によって、検出器に
後続する増幅器を所定の周波数で電子的、機械的、ある
いは電光的にパルス化することにより、従来技術の方法
による測定で生じる乱れた外来光の影響を低減できるこ
とが見出されている。
または光源と検出器、あるいは場合によって、検出器に
後続する増幅器を所定の周波数で電子的、機械的、ある
いは電光的にパルス化することにより、従来技術の方法
による測定で生じる乱れた外来光の影響を低減できるこ
とが見出されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、外
来光の影響を上に述べた光学的な手段あるいは電気的な
手段により低減し、従来の技術による表面の湿度を測定
する方法に基づく表面湿度測定装置の測定精度を高める
ように更に改良することにある。
来光の影響を上に述べた光学的な手段あるいは電気的な
手段により低減し、従来の技術による表面の湿度を測定
する方法に基づく表面湿度測定装置の測定精度を高める
ように更に改良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、反転ドーブプリズム１と、このプリズム１の一
方の短辺面３に平行な光ビーム２a が垂直に入射し、湿
度に関して測定すべき表面９に接触しているプリズム１
の斜辺面で反射されるように配置された光源２と、斜辺
面で反射した光ビーム２c が入射する光トラップ４と、
両方の短辺面３，５で形成される直角の頂点のところに
あり、測定面がプリズムの斜辺面とは反対のところに平
行になるように配置され、湿度に関して測定すべき表面
９で反射された光２b を測定信号に変換する光電変換器
１０とから成り、吸湿性または液体吸収性の面状構造体
および材料の表面湿度を測定する装置にあって、 a) 測定に使用する光が既知の一定波長を有し、 a1) この波長のみを通すフィルタを光電変換器１０に前
置するか、あるいは、 a2) 光電変換器１０がこの波長に対してのみ感度を有す
るか、あるいは、 b1) 光を発生させた後に測定に使用する光を既知の一定
周波数でパルス化するか、プリズム１に入射する前の光
ビーム２a のことろに配置されている適当な装置により
パルス化し、 b2) 既知の一定周波数に対して選択的な感度を持って光
電変換器１０を動作させ、前記周波数に対して選択的な
感度を持ってこの変換器の出力信号を増幅するか、ある
いは、 c) 両方の方法を組み合わせて、既知の一定周波数およ
び既知の一定周波数の光を使用する、ことによって解決
されている。
により、反転ドーブプリズム１と、このプリズム１の一
方の短辺面３に平行な光ビーム２a が垂直に入射し、湿
度に関して測定すべき表面９に接触しているプリズム１
の斜辺面で反射されるように配置された光源２と、斜辺
面で反射した光ビーム２c が入射する光トラップ４と、
両方の短辺面３，５で形成される直角の頂点のところに
あり、測定面がプリズムの斜辺面とは反対のところに平
行になるように配置され、湿度に関して測定すべき表面
９で反射された光２b を測定信号に変換する光電変換器
１０とから成り、吸湿性または液体吸収性の面状構造体
および材料の表面湿度を測定する装置にあって、 a) 測定に使用する光が既知の一定波長を有し、 a1) この波長のみを通すフィルタを光電変換器１０に前
置するか、あるいは、 a2) 光電変換器１０がこの波長に対してのみ感度を有す
るか、あるいは、 b1) 光を発生させた後に測定に使用する光を既知の一定
周波数でパルス化するか、プリズム１に入射する前の光
ビーム２a のことろに配置されている適当な装置により
パルス化し、 b2) 既知の一定周波数に対して選択的な感度を持って光
電変換器１０を動作させ、前記周波数に対して選択的な
感度を持ってこの変換器の出力信号を増幅するか、ある
いは、 c) 両方の方法を組み合わせて、既知の一定周波数およ
び既知の一定周波数の光を使用する、ことによって解決
されている。
【０００６】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の請求項２〜５に記載されている。
の範囲の請求項２〜５に記載されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基づき
この発明をより詳しく説明する。図１にはこの発明の好
適実施例が示してある。光源２は直角プリズム１の直角
三角形の一方の短辺面３に装着されている。この光源か
ら出る平行光ビーム２aはプリズムを通過して直角三角
形の斜辺面でガラスと空気の界面に当たる。光ビームを
平行にするため、光ビーム通路に絞り６を挿入し、光を
入射させたくないところを非透光性のフィルム７で被覆
している。このプリズムの斜辺面を乾いた面の上に載置
すれば、ガラスと測定すべき物体の表面の間の接触が少
ないため、入射光の全反射が行われ、大部分の光２c が
第二の短辺面５を通過してプリズムから出て往き、光ト
ラップ４により吸収される。表面９と斜辺面の間の接触
が少ないと、少ない分量の散乱光２b が生じ、この散乱
光が光電変換器１０に達する。光トラップは黒い中空体
の形状をしている。この装置の実際の構成では、装置の
ハウジングの表面を粗くし、黒くしてあれば、このハウ
ジングをそのような光トラップとして使用できる。
この発明をより詳しく説明する。図１にはこの発明の好
適実施例が示してある。光源２は直角プリズム１の直角
三角形の一方の短辺面３に装着されている。この光源か
ら出る平行光ビーム２aはプリズムを通過して直角三角
形の斜辺面でガラスと空気の界面に当たる。光ビームを
平行にするため、光ビーム通路に絞り６を挿入し、光を
入射させたくないところを非透光性のフィルム７で被覆
している。このプリズムの斜辺面を乾いた面の上に載置
すれば、ガラスと測定すべき物体の表面の間の接触が少
ないため、入射光の全反射が行われ、大部分の光２c が
第二の短辺面５を通過してプリズムから出て往き、光ト
ラップ４により吸収される。表面９と斜辺面の間の接触
が少ないと、少ない分量の散乱光２b が生じ、この散乱
光が光電変換器１０に達する。光トラップは黒い中空体
の形状をしている。この装置の実際の構成では、装置の
ハウジングの表面を粗くし、黒くしてあれば、このハウ
ジングをそのような光トラップとして使用できる。
【０００８】プリズムの斜辺面が、図２に示すように、
湿った表面上に載置されると、光ビームは斜辺面でプリ
ズムから出て往き、試験体８の不規則な表面９により散
乱される。散乱された光の大部分２b は再びガラスプリ
ズムに達し、斜辺面に対して両方の短辺面で形成された
角度で正確に位置決めされた光電変換器１０に入射す
る。この光電変換器１０で発生する関連する有効信号は
試験体の表面の湿度に比例し、適当な測定装置を用いて
表示される。測定操作はチャートレコーダーにより時間
の関数として記録するとよい。
湿った表面上に載置されると、光ビームは斜辺面でプリ
ズムから出て往き、試験体８の不規則な表面９により散
乱される。散乱された光の大部分２b は再びガラスプリ
ズムに達し、斜辺面に対して両方の短辺面で形成された
角度で正確に位置決めされた光電変換器１０に入射す
る。この光電変換器１０で発生する関連する有効信号は
試験体の表面の湿度に比例し、適当な測定装置を用いて
表示される。測定操作はチャートレコーダーにより時間
の関数として記録するとよい。
【０００９】確実な測定には、プリズムの斜辺面を検査
すべき表面に直接接触させておく必要がある。これは検
査すべき表面に載っているプリズムの自重で既に達成さ
れている。付加的な重りを載せて、測定すべき表面に対
する接触を、特に例えばおむつのような柔らかくて弾力
のある物体の場合、補強できる。逆に、斜辺面を上に
し、測定すべき物体を斜辺面の上に載置するようにプリ
ズムをひっくり返して、載置する重りをできる限り小さ
く維持することもできる。
すべき表面に直接接触させておく必要がある。これは検
査すべき表面に載っているプリズムの自重で既に達成さ
れている。付加的な重りを載せて、測定すべき表面に対
する接触を、特に例えばおむつのような柔らかくて弾力
のある物体の場合、補強できる。逆に、斜辺面を上に
し、測定すべき物体を斜辺面の上に載置するようにプリ
ズムをひっくり返して、載置する重りをできる限り小さ
く維持することもできる。
【００１０】連続的に動作する光源の光を機械的なチョ
ッパーにより既知の周波数で周期的に遮断してパルス化
された光ビームを機械的に発生させた。電子的には、こ
のような光の発生は光源から放出された光の強度を外部
から指定できる周波数で変調して行われる。同様に、連
続光源の光ビームを電光部品で、例えばポケットセルで
周期的に遮断することもできる。
ッパーにより既知の周波数で周期的に遮断してパルス化
された光ビームを機械的に発生させた。電子的には、こ
のような光の発生は光源から放出された光の強度を外部
から指定できる周波数で変調して行われる。同様に、連
続光源の光ビームを電光部品で、例えばポケットセルで
周期的に遮断することもできる。
【００１１】単色光、パルス化された光源、分光フィル
タおよび周波数選択光電変換器１０および／または増幅
器のこの発明による利用により、この装置は外来光の入
射に対して鈍感である。光源としては、好ましくはレー
ザー、例えばヘリウム・ネオンレーザーあるいはレーザ
ーダイオードを使用するとよい。波長は可視あるいは赤
外スペクトル領域にある。
タおよび周波数選択光電変換器１０および／または増幅
器のこの発明による利用により、この装置は外来光の入
射に対して鈍感である。光源としては、好ましくはレー
ザー、例えばヘリウム・ネオンレーザーあるいはレーザ
ーダイオードを使用するとよい。波長は可視あるいは赤
外スペクトル領域にある。
【００１２】この発明による装置は、例えば赤ん坊のお
むつ、失禁者のおむつ、生理用ナプキン、病院のベッド
のシーツ、不織物、織物のような衛生用品を調べるのに
特に適している。驚くべきことには、この測定系を他の
応用にも拡張できることが見出されている。つまり、例
えば技術的な面状の吸湿性材料の検査もでき、これ等の
材料では表面の湿度が水を含む液体だけでなく、例えば
イソプロパノール、エタノールのような有機液体、ある
いは、例えばパラフイン油、シリコーン油および鉱物油
のような油でも生じている。
むつ、失禁者のおむつ、生理用ナプキン、病院のベッド
のシーツ、不織物、織物のような衛生用品を調べるのに
特に適している。驚くべきことには、この測定系を他の
応用にも拡張できることが見出されている。つまり、例
えば技術的な面状の吸湿性材料の検査もでき、これ等の
材料では表面の湿度が水を含む液体だけでなく、例えば
イソプロパノール、エタノールのような有機液体、ある
いは、例えばパラフイン油、シリコーン油および鉱物油
のような油でも生じている。
【００１３】
例 １ おむつの表面湿度を外来光の入射の有る無しで測定し
た。光源としては、波長880 nm で出力 8 mW/srの光を
放射するタイプ LD 242 のレーザーダイオードを使用し
た。光源の光ビームをトリガ発生器で定まる周波数で変
調した。光電変換器としてはタイプ BPW 43 のダイオー
ドを使用した。トリガ発生器の周波数を基準として入力
する周波数選択性の増幅器でこのダイオードの出力信号
を増幅した。表１は外来光の入射なしで得られた測定結
果、および測定装置とおむつを横から 11 W の蛍光管で
照射した場合に得られた結果を示す。
た。光源としては、波長880 nm で出力 8 mW/srの光を
放射するタイプ LD 242 のレーザーダイオードを使用し
た。光源の光ビームをトリガ発生器で定まる周波数で変
調した。光電変換器としてはタイプ BPW 43 のダイオー
ドを使用した。トリガ発生器の周波数を基準として入力
する周波数選択性の増幅器でこのダイオードの出力信号
を増幅した。表１は外来光の入射なしで得られた測定結
果、および測定装置とおむつを横から 11 W の蛍光管で
照射した場合に得られた結果を示す。
【００１４】
【外１】
【００１５】比較例 例１と同じ測定装置を選んだが、光源および検出増幅器
はパルス駆動されていない。同じ測定対象物に関して得
られた測定値を表２に示す。
はパルス駆動されていない。同じ測定対象物に関して得
られた測定値を表２に示す。
【００１６】
【外２】
【００１７】以下の例２と３は光発生の他の方法を記述
する。 例 ２ 光源として 12 V/ 5 Wのハロゲンランプを使用した。ス
リット円板を用いて放射された光を機械的に 9600 Hzで
遮断した。測定信号をシリコン・フォトセル BPY 47 P
で受光し、次いで測定のためＰＣで処理した。
する。 例 ２ 光源として 12 V/ 5 Wのハロゲンランプを使用した。ス
リット円板を用いて放射された光を機械的に 9600 Hzで
遮断した。測定信号をシリコン・フォトセル BPY 47 P
で受光し、次いで測定のためＰＣで処理した。
【００１８】例 ３ 光源として波長 632.8 nm のヘリウム・ネオンレーザー
を使用した。スリット円板を用いて放射された光を機械
的に 9600 Hzで遮断した。測定範囲が 350〜 820 nm で
最大感度が 550 nm のフォトダイオード BPW 21 を用い
て測定信号を受光し、次いで測定のためＰＣで処理し
た。
を使用した。スリット円板を用いて放射された光を機械
的に 9600 Hzで遮断した。測定範囲が 350〜 820 nm で
最大感度が 550 nm のフォトダイオード BPW 21 を用い
て測定信号を受光し、次いで測定のためＰＣで処理し
た。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明により、
外来光の影響を光学的な手段あるいは電気的な手段によ
り低減し、従来の技術による表面の湿度を測定する方法
の測定精度を一層高めることができる。
外来光の影響を光学的な手段あるいは電気的な手段によ
り低減し、従来の技術による表面の湿度を測定する方法
の測定精度を一層高めることができる。
【図１】 乾いた試験体を測定する場合のこの発明の装
置の配置を示す模式図、
置の配置を示す模式図、
【図２】 湿った試験体を測定する場合のこの発明の装
置の配置を示す模式図。
置の配置を示す模式図。
１ プリズム ２ 光源 ２a,２b,２c 光線 ３ 短辺面 ４ 光トラップ ５ 短辺面 ６ 絞り ７ 非透光性のフィルム ８ 試験体 ９ 試験体の表面 １０ 光電変換器
Claims (10)
- 【請求項１】 反転ドーブプリズム（１）と、このプリ
ズム（１）の一方の短辺面（３）に平行な光ビーム（２
a ）が垂直に入射し、湿度に関して測定すべき表面
（９）に接触しているプリズム（１）の斜辺面で反射さ
れるように配置された光源（２）と、斜辺面で反射した
光ビーム（２c ）が入射する光トラップ（４）と、両方
の短辺面（３，５）で形成される直角の頂点のところに
あり、測定面がプリズムの斜辺面とは反対のところに平
行になるように配置され、湿度に関して測定すべき表面
（９）で反射された光（２b ）を測定信号に変換する光
電変換器（１０）とから成り、吸湿性または液体吸収性
の面状構造体および材料の表面湿度を測定する装置にお
いて、 a) 測定に使用する光が既知の一定波長を有し、 a1) この波長のみを通すフィルタを光電変換器（１０）
に前置するか、あるいは、 a2) 光電変換器（１０）がこの波長に対してのみ感度を
有するか、あるいは、 b1) 光を発生させた後に測定に使用する光を既知の一定
周波数でパルス化するか、プリズム（１）に入射する前
の光ビーム（２a)のことろに配置されている適当な装置
によりパルス化し、 b2) 既知の一定周波数に対して選択的な感度を持って光
電変換器（１０）を動作させ、前記周波数に対して選択
的な感度を持ってこの変換器の出力信号を増幅するか、
あるいは、 c) 両方の方法を組み合わせて、既知の一定周波数およ
び既知の一定周波数の光を使用する、ことを特徴とする
装置。 - 【請求項２】 光源はレーザーであることを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 光源はレーザーダイオードであることを
特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 光ビームを周期的に遮断するのに適した
装置は機械的なチョッパーであることを特徴とする請求
項１に記載の装置。 - 【請求項５】 光ビームを周期的に遮断するのに適した
装置は電光部品であることを特徴とする請求項１に記載
の装置。 - 【請求項６】 吸湿性または液体吸収する面状構造体お
よび材料の表面湿度を測定するため請求項１の装置を使
用すること。 - 【請求項７】 衛生用品あるいは技術材料の表面湿度を
測定するため請求項１の装置を使用すること。 - 【請求項８】 吸収性フィルタ材料、赤ん坊のおむつ、
失禁者のおむつ、病院のベッドシーツおおび織物の表面
湿度を測定するため請求項１の装置を使用すること。 - 【請求項９】 水、水性溶液および液体状の有機化合物
による表面湿度を測定するため請求項１の装置を使用す
ること。 - 【請求項１０】 イソプロパノール、エタノールあるい
はパラフィン油、シリコーン油あるいは鉱物油のような
油による表面湿度測定するため請求項１の装置を使用す
ること。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19614265A DE19614265A1 (de) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflächenfeuchtigkeit |
| DE19614265:2 | 1996-04-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111239A true JPH10111239A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=7790960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9092457A Withdrawn JPH10111239A (ja) | 1996-04-11 | 1997-04-10 | 表面の湿度を測定する装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0801300A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10111239A (ja) |
| CA (1) | CA2202314A1 (ja) |
| DE (1) | DE19614265A1 (ja) |
| HU (1) | HUP9700730A1 (ja) |
| NO (1) | NO971638L (ja) |
| PL (1) | PL319426A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3774359B1 (en) * | 2018-03-30 | 2023-02-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Agents on print media |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3770352A (en) * | 1972-05-08 | 1973-11-06 | Philco Ford Corp | Totally reflecting laser refractometer |
| GB2158939B (en) * | 1984-05-15 | 1988-06-02 | Plessey Co Plc | Improvements relating to the detection and/or monitoring of surface conditions |
| US4704029A (en) * | 1985-12-26 | 1987-11-03 | Research Corporation | Blood glucose monitor |
| DE3735269A1 (de) * | 1987-10-17 | 1989-04-27 | Hoechst Ag | Vorrichtung zur bestimmung der oberflaechenfeuchtigkeit |
| FR2672127A1 (fr) * | 1991-01-28 | 1992-07-31 | Arufog Assoc | Detecteur du changement d'indice de refraction d'un milieu au contact d'une paroi transparente telle que pare-brise ou hublot. |
-
1996
- 1996-04-11 DE DE19614265A patent/DE19614265A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-04-02 EP EP97105490A patent/EP0801300A3/de not_active Withdrawn
- 1997-04-09 HU HU9700730A patent/HUP9700730A1/hu unknown
- 1997-04-10 CA CA002202314A patent/CA2202314A1/en not_active Abandoned
- 1997-04-10 PL PL97319426A patent/PL319426A1/xx unknown
- 1997-04-10 JP JP9092457A patent/JPH10111239A/ja not_active Withdrawn
- 1997-04-10 NO NO971638A patent/NO971638L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0801300A3 (de) | 1998-03-11 |
| HUP9700730A1 (hu) | 1998-09-28 |
| PL319426A1 (en) | 1997-10-13 |
| DE19614265A1 (de) | 1997-10-16 |
| NO971638L (no) | 1997-10-13 |
| CA2202314A1 (en) | 1997-10-11 |
| MX9702688A (es) | 1998-06-28 |
| EP0801300A2 (de) | 1997-10-15 |
| HU9700730D0 (en) | 1997-05-28 |
| NO971638D0 (no) | 1997-04-10 |
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