JPS60244848A - 電気式水分計 - Google Patents
電気式水分計Info
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- JPS60244848A JPS60244848A JP59102430A JP10243084A JPS60244848A JP S60244848 A JPS60244848 A JP S60244848A JP 59102430 A JP59102430 A JP 59102430A JP 10243084 A JP10243084 A JP 10243084A JP S60244848 A JPS60244848 A JP S60244848A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2605—Measuring capacitance
-
- G—PHYSICS
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- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気式水分計に関するものであり、より詳しく
は被測定試料中の含有水分を測定し表示する電気式水分
計に関するものである。
は被測定試料中の含有水分を測定し表示する電気式水分
計に関するものである。
穀物の品質を保持し収穫後の保存期間を長くするために
その含有水分を適度に調整することが必要である。水分
が低過ぎると保存期間が長くても食品としての味覚を大
きく損ない、高過ぎると細菌が繁殖し腐敗が起こり易い
。
その含有水分を適度に調整することが必要である。水分
が低過ぎると保存期間が長くても食品としての味覚を大
きく損ない、高過ぎると細菌が繁殖し腐敗が起こり易い
。
穀物の収穫量の算定時にはその少量サンプルの水分を測
定してその多少により収穫量の補正を行なう。例えば1
トンの収穫量から採取した100gのサンプルの水分を
測定するとき、1重量%の水分測定誤差が生じると、1
トンX1%=10kl?の収穫量の誤差が生じるであろ
う。
定してその多少により収穫量の補正を行なう。例えば1
トンの収穫量から採取した100gのサンプルの水分を
測定するとき、1重量%の水分測定誤差が生じると、1
トンX1%=10kl?の収穫量の誤差が生じるであろ
う。
我々の食生活にとり重要な穀物に対する収穫量の収穫前
の予測は、その穀物の需要と供給のバランスのための政
策を講じるために必須である。この予測は熱論その収穫
量の天候と降水量により大きく左右される。収穫の数夕
月前には、その収穫年度の気候の累積的影替が穀物に現
われるのでその採取試料について上述と同様の水分伸1
定が行なわれる。その測定データはその穀物の消費地域
の需給バランスを確保するために有用であろう。
の予測は、その穀物の需要と供給のバランスのための政
策を講じるために必須である。この予測は熱論その収穫
量の天候と降水量により大きく左右される。収穫の数夕
月前には、その収穫年度の気候の累積的影替が穀物に現
われるのでその採取試料について上述と同様の水分伸1
定が行なわれる。その測定データはその穀物の消費地域
の需給バランスを確保するために有用であろう。
電気式水分計は被測定物ケ+と−の電極間に挾んで電気
容量を測定し、予め調べた水分と電気特性との相関関係
に基いて、水分値を表示する装置である。この相関関係
は穀物の種類と品質により異なるのみならず国により地
方により、例えば粒径などが異なり、単一の穀物を測定
する一台の水分計では対処できない。一つの地域で水分
測定したい穀物は4〜5種類程度であろう。従って品種
・粒径等に応じた較正を5種類の穀物のそれぞれに対し
て施した相関関係を有する水分針を提供する必要がある
。1Wl類の穀物の相関関係が上記地域のものと異なる
別の地域に提供する水分計では、上記水分計の相関関係
を変更する必要が生じるであろう。また水分値は、水分
測定時の温度により見掛上の差を生じるので温度補正を
施すことが望ましい。
容量を測定し、予め調べた水分と電気特性との相関関係
に基いて、水分値を表示する装置である。この相関関係
は穀物の種類と品質により異なるのみならず国により地
方により、例えば粒径などが異なり、単一の穀物を測定
する一台の水分計では対処できない。一つの地域で水分
測定したい穀物は4〜5種類程度であろう。従って品種
・粒径等に応じた較正を5種類の穀物のそれぞれに対し
て施した相関関係を有する水分針を提供する必要がある
。1Wl類の穀物の相関関係が上記地域のものと異なる
別の地域に提供する水分計では、上記水分計の相関関係
を変更する必要が生じるであろう。また水分値は、水分
測定時の温度により見掛上の差を生じるので温度補正を
施すことが望ましい。
従って本発明の目的は数種類の穀物の水分と電気特性と
の間の、変更可能な数種類の相関関係を有し、それぞれ
の穀物の水分率を表示する電気式水分計を提供すること
である。
の間の、変更可能な数種類の相関関係を有し、それぞれ
の穀物の水分率を表示する電気式水分計を提供すること
である。
第1図は本発明による水分計の回路のブロック図を示す
。
。
穀物試料を入れる容器内に設けられた2枚の電極1と2
の間の電気容量は、容器内の穀物の誘電率特に穀物中に
含まれる水の誘電率のために増大する。この容量Cの変
化は水分測定回路3で、例えば直流電圧信号180 m
Vとしてとり出され、マイクロプロセッサ(CPU 6
)からの制御線16により入力切換可能な選択回路4を
通じてADコンバータ5に入力され、デジタルの数値デ
ータ例えばD = 18.0に変換されてCPU 5に
入力される。
の間の電気容量は、容器内の穀物の誘電率特に穀物中に
含まれる水の誘電率のために増大する。この容量Cの変
化は水分測定回路3で、例えば直流電圧信号180 m
Vとしてとり出され、マイクロプロセッサ(CPU 6
)からの制御線16により入力切換可能な選択回路4を
通じてADコンバータ5に入力され、デジタルの数値デ
ータ例えばD = 18.0に変換されてCPU 5に
入力される。
ADコンバータ5は制御線19を使って、CPU6によ
り、動作を制御される。容器内の穀物の種類を5個のキ
ー7の内、1個を選択することにより指定する。入力ボ
ート8を通じてマイクロプロセッサ(CPU 6)に穀
物の種類、例えば小麦が知らされ、CPU6は第5図に
示す電圧−水分の関係を表わす仮水分計算パラメータ即
ち A=−0,01361 B= 1.39707 C= −6,06255 を電気的に記憶内容を消去できる。EFROM 9から
読みとる。ここにA、B、Cは各々2次式における2次
、1次、0次の定数項である。仮の水分値Mをめるため
の計算をRAM 12を使って行なう。
り、動作を制御される。容器内の穀物の種類を5個のキ
ー7の内、1個を選択することにより指定する。入力ボ
ート8を通じてマイクロプロセッサ(CPU 6)に穀
物の種類、例えば小麦が知らされ、CPU6は第5図に
示す電圧−水分の関係を表わす仮水分計算パラメータ即
ち A=−0,01361 B= 1.39707 C= −6,06255 を電気的に記憶内容を消去できる。EFROM 9から
読みとる。ここにA、B、Cは各々2次式における2次
、1次、0次の定数項である。仮の水分値Mをめるため
の計算をRAM 12を使って行なう。
M=AD2−1−BD−4−C・・・・・・・・・ (
1)もしRAMを内蔵したCPUを使うなら、この外付
のRAM 12は不要であろう。
1)もしRAMを内蔵したCPUを使うなら、この外付
のRAM 12は不要であろう。
試料の離れた2個所に置かれた白金抵抗温度検出素子1
3と14から入力される2つの電圧信号の和は平均温度
信号を示し、これは温度測定回路15により増幅されて
、選択回路4を通じてADコンバータ5に入力され水分
データを同様にデジタルの温度値に変換されてCPU6
に入力される。
3と14から入力される2つの電圧信号の和は平均温度
信号を示し、これは温度測定回路15により増幅されて
、選択回路4を通じてADコンバータ5に入力され水分
データを同様にデジタルの温度値に変換されてCPU6
に入力される。
測定温度による変動分は穀物の種類により異なり、5種
類の穀物それぞれに対する温度補正パラメータはRFR
OM 9に記憶されている。穀物の種類は小麦が既に選
択されているので、小麦に対応する温度係数計算パラメ
ータ Jl= 0.00139 tl=−0,0244 C= 0.15067 がEPROM 9からCPU 6に読み出される。既に
計算されている低水分値Mはこのパラメータを使った補
正演算を施される。
類の穀物それぞれに対する温度補正パラメータはRFR
OM 9に記憶されている。穀物の種類は小麦が既に選
択されているので、小麦に対応する温度係数計算パラメ
ータ Jl= 0.00139 tl=−0,0244 C= 0.15067 がEPROM 9からCPU 6に読み出される。既に
計算されている低水分値Mはこのパラメータを使った補
正演算を施される。
F = a M 2+b M +c ・・・・・・・・
・ (2)温度補正値りは測定温度30℃を基準とした
補正項で、前記デジタル値りはこの補正値により補正さ
れる。
・ (2)温度補正値りは測定温度30℃を基準とした
補正項で、前記デジタル値りはこの補正値により補正さ
れる。
L=(T−30)F ・・・・・・・・・ (3)X=
D −、L ・・・・・・・・・ (4)目的とする水
分値Yは前述の仮水分計算パラメータA、B、Cを使っ
て次式によりめられる。
D −、L ・・・・・・・・・ (4)目的とする水
分値Yは前述の仮水分計算パラメータA、B、Cを使っ
て次式によりめられる。
Y=AX2+BX−1−C・・・・・”” (5)(測
定温度が30℃であればYは(1)の低水分値Mに等し
い。)従って前記デジタル値D = 18.0に対する
小麦の目的水分Y=14.7%が得られる。
定温度が30℃であればYは(1)の低水分値Mに等し
い。)従って前記デジタル値D = 18.0に対する
小麦の目的水分Y=14.7%が得られる。
この目的水分の数字は7セグメントデコーダ10により
デコードされて水分表示器11に表示される。
デコードされて水分表示器11に表示される。
第3図は以上記した実施例による水分計の動作を示す流
れ図である。本実施例の水分計は単6(IEC: A
A )の乾電池174本による直流電圧6vからDDコ
ンバータ40により直流−直流変換で作った電源±6v
で動作する。CPU 5 、EPROM9、ADコンバ
ータ5、選択回路4、RAM12、セグメントデコーダ
10などの回路は公知の消費電力の小さいCMOB回路
素子を使うことにより電池の長寿命を計っている。この
長寿命の故に水分計を手軽に交流電源を備えていない5
種類の穀物の保管場所へ持ち込んで水分測定を行なうこ
とができる。電池が消耗し始めると本水分計は電源電圧
の低下を検知する。第6図に示す流れ図のブロック20
→21→23→20のループは電圧低下を検知するプロ
グラム部分である。電圧が4.4vよりも低くなると判
断ブロック21から点滅表示ブロック22へ移行し、以
降の測定表示動作中も点滅を続け、電池交換を促す。な
お第3図の流れ図で示される測定・計算・表示などの動
作を行なうためのプログラムは、測定パラメータととも
にgpuoMQ内に記憶されており、その動作の開始は
スイッチ18を閉じることにより行なわれる。
れ図である。本実施例の水分計は単6(IEC: A
A )の乾電池174本による直流電圧6vからDDコ
ンバータ40により直流−直流変換で作った電源±6v
で動作する。CPU 5 、EPROM9、ADコンバ
ータ5、選択回路4、RAM12、セグメントデコーダ
10などの回路は公知の消費電力の小さいCMOB回路
素子を使うことにより電池の長寿命を計っている。この
長寿命の故に水分計を手軽に交流電源を備えていない5
種類の穀物の保管場所へ持ち込んで水分測定を行なうこ
とができる。電池が消耗し始めると本水分計は電源電圧
の低下を検知する。第6図に示す流れ図のブロック20
→21→23→20のループは電圧低下を検知するプロ
グラム部分である。電圧が4.4vよりも低くなると判
断ブロック21から点滅表示ブロック22へ移行し、以
降の測定表示動作中も点滅を続け、電池交換を促す。な
お第3図の流れ図で示される測定・計算・表示などの動
作を行なうためのプログラムは、測定パラメータととも
にgpuoMQ内に記憶されており、その動作の開始は
スイッチ18を閉じることにより行なわれる。
次に第1図の水分測定回路3の詳細なブロック回路を第
2図により説明する。2組の定電圧充電回路C−Rとc
o−Roが充電回路34に接続され、それぞれクロック
回路35の出力クロックの一周期の間にOvからある電
圧に充電される。これらの電圧演算増幅器36に入力さ
れ、両電圧の差に比例する出力電圧が線37上に得られ
、第1図の選択回路4に入力される。従ってCo 33
とRo32の接続点の電圧を基準として、CとR31の
接続点の電圧が得られる。この電圧が充電のための電原
電圧よりも有意に低くなるようにクロックの周期と各抵
抗、コンデンサの定数が選ばれる。
2図により説明する。2組の定電圧充電回路C−Rとc
o−Roが充電回路34に接続され、それぞれクロック
回路35の出力クロックの一周期の間にOvからある電
圧に充電される。これらの電圧演算増幅器36に入力さ
れ、両電圧の差に比例する出力電圧が線37上に得られ
、第1図の選択回路4に入力される。従ってCo 33
とRo32の接続点の電圧を基準として、CとR31の
接続点の電圧が得られる。この電圧が充電のための電原
電圧よりも有意に低くなるようにクロックの周期と各抵
抗、コンデンサの定数が選ばれる。
従って穀物の水分の多少が演算増幅器36の出力の大小
として得られる。
として得られる。
第5図に示す電圧−水分の関係ン表わす仮水分計算パラ
メータあるいは温度係数計算パラメータは以下に示す方
法で決定される。日本では穀物水分に関し、水分測定方
法が定められており穀物試料1g!:105°01気圧
の環境に5時間保った後、減少した重量を水分と、する
、とIIk産物検査法に基づく標準計測方法(施行規則
)に規定されている。
メータあるいは温度係数計算パラメータは以下に示す方
法で決定される。日本では穀物水分に関し、水分測定方
法が定められており穀物試料1g!:105°01気圧
の環境に5時間保った後、減少した重量を水分と、する
、とIIk産物検査法に基づく標準計測方法(施行規則
)に規定されている。
大小いくつかの水分を示す穀物試料を本発明による水分
計に入れて、穀物指定スイッチ7の所定の2個のキーを
同時に押す。このときプログラムは第6図の接続子A1
からBへ飛び、補正前のデータが得られる。測定電圧り
を縦軸に、上記標準計測方法による水分Mを横軸に選び
、互に対応する点を第6図の実線の如くプロットする。
計に入れて、穀物指定スイッチ7の所定の2個のキーを
同時に押す。このときプログラムは第6図の接続子A1
からBへ飛び、補正前のデータが得られる。測定電圧り
を縦軸に、上記標準計測方法による水分Mを横軸に選び
、互に対応する点を第6図の実線の如くプロットする。
次に測定温度T’Y下げてT1に保ち同様な測定を行な
い破線の特性を得る。この時の測定電気出力の差ΔDを
(TOTI)で割れば1℃当たりの電気出力変化分Fが
得られる。この変化分F)kいくつかの水分値Mについ
て測定すると第7図に示す特性が得られる。第6図と第
7図に示す特性から回帰計算でその特性の変動を表わす
パラメータA、B、C。
い破線の特性を得る。この時の測定電気出力の差ΔDを
(TOTI)で割れば1℃当たりの電気出力変化分Fが
得られる。この変化分F)kいくつかの水分値Mについ
て測定すると第7図に示す特性が得られる。第6図と第
7図に示す特性から回帰計算でその特性の変動を表わす
パラメータA、B、C。
a、b、cをめFiPROMに記憶する。第4図に示す
直線、第5図に示す2次曲線はこうして決めたパラメー
タによる特性曲線である。
直線、第5図に示す2次曲線はこうして決めたパラメー
タによる特性曲線である。
多くの穀物では電気出力りの特性、1℃当たりの電気出
力変化分Fの特性とともにその変動は1次式で表わすこ
とができる。第4図は電気出力りに対する精米の標準法
による水分(チ)を示す図である。第5図は1次式で表
わすことのできない小麦の特性を示す。6次式を必要と
する複雑なカーノを示す穀物は稀である。
力変化分Fの特性とともにその変動は1次式で表わすこ
とができる。第4図は電気出力りに対する精米の標準法
による水分(チ)を示す図である。第5図は1次式で表
わすことのできない小麦の特性を示す。6次式を必要と
する複雑なカーノを示す穀物は稀である。
本水分計のRFROMに記憶された5ya類の穀物に対
するパラメータは、npRoM9を本装置の回路基板上
のgpRoM9装着用ICソケットから取り外して紫外
線照射方法又は電気的方法により内容を消去後、Iit
PROM書込器に装着して変更することができる。従っ
て本発明による水分計は生産穀物の多様な組み合わせに
対して適合でき、水分と電気特性との変更可能な相関関
係を記憶でき、温度補正後の水分直読表示を与えること
ができる。なお上述の実施例の説明において被測定物と
して穀物をとりあげたが被測定物は粒状、砂状の固体で
あればよく穀物に限定されるものではない。
するパラメータは、npRoM9を本装置の回路基板上
のgpRoM9装着用ICソケットから取り外して紫外
線照射方法又は電気的方法により内容を消去後、Iit
PROM書込器に装着して変更することができる。従っ
て本発明による水分計は生産穀物の多様な組み合わせに
対して適合でき、水分と電気特性との変更可能な相関関
係を記憶でき、温度補正後の水分直読表示を与えること
ができる。なお上述の実施例の説明において被測定物と
して穀物をとりあげたが被測定物は粒状、砂状の固体で
あればよく穀物に限定されるものではない。
第1図は本発明による水分計のゾ電ツク図、第2図は本
発明による水分計の一部の回路のブロック図、 第3図は本発明による水分計の動作を示す流れ図、 第4図、第5図は穀物の水分とその測定電圧の関係を示
す特性図、 第6図、第7図は本発明による水分計の出力の変化な示
す原理図である。 (符号の説8A) 1.2・・・電極、3・・・水分測定回路、4・・・選
択回路、5・・・ADコンバータ、9・・・EPROM
0代理人 浅 村 皓 第2図 第3図 第4図 第5図 電圧
発明による水分計の一部の回路のブロック図、 第3図は本発明による水分計の動作を示す流れ図、 第4図、第5図は穀物の水分とその測定電圧の関係を示
す特性図、 第6図、第7図は本発明による水分計の出力の変化な示
す原理図である。 (符号の説8A) 1.2・・・電極、3・・・水分測定回路、4・・・選
択回路、5・・・ADコンバータ、9・・・EPROM
0代理人 浅 村 皓 第2図 第3図 第4図 第5図 電圧
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 電極間に被測定物試料を充填して、該試料中に
含有される水分を表示するための電気式水分計であって (イ)被測定物の種類を指定する複数のキーと、(ロ)
前記水分に応じた電圧信号を与える水分測定回路と、 Cウ 前記電圧信号に応じたデジタル信号値を与えるた
めのアナログデジタル(AD)変換器と、に)前記種類
に応じた演算を行なうための演算パラメータを記憶する
ための消去再書込可能プログラマブルリードオンリーメ
モリ(BFROM )と、(ハ)前記デジタル信号値と
前記種類を表わす信号とを入力し前記種類に対応した前
記演算パラメータを前記BFROMから読み出し演算し
た水分値を与える演算処理装置と、 (へ)前記水分値をデジタル表示するための表示装置と
、を有する前記電気式水分計であって、(ト)前記演算
処理装置は前記複数のキーの重複指定により原始データ
表示モードを指定された場合、前記デジタル信号値を前
記表示装置に表示し、(ト)前記gFROMは回路基板
上に装着されたICソケット上に装填され着脱自在であ
って、(ワ)前記原始データに基いて決定される前記演
算パラメータを書込まれた前記FiFROMが前記IC
ソケットに装填されることを特徴とする前記電気式水分
計。 (2、特許請求の範囲第1項記載の電気式水分計であっ
て、 に)前記被測定物近傍に配置された温度センサーを含み
測定温度信号を与える温度測定回路と、に)前記測定温
度信号と前記電圧信号とを入力し前記演算処理装置に制
御されて一方の信号を前記AD変換器に与える選択回路
とを有し、前記BFROMは前記種類毎に温度補正演算
パラメータを記憶しており、前記演算処理装置は温度補
正演算を施した水分値を前記表示装置に与えることな特
徴とする前記電気式水分計。 (3) 電極間に被測定物試料を充填して該試料中に含
有される水分を表示するため、 (イ)該試料中に含有される水分に応じたデジタル信号
値を得る段階と、 (ロ)該試料近傍の温度を測定しそのデジタル信号値を
得る段階と、 e)前記試料の種類に対応した演算パラメータと温度補
正演算パラメータとを消去再書込可能プ胃グラマゾルリ
ードオンリーメモリ(EFROM )から読み出し温度
補正を施した水分値を演算する段階と、 に)前記水分値をデジタル表示する段階と、を含む電気
的水分測定方法であって、原始データ表示モードを指定
された場合、前記デジタル信号値をデジタル表示し、前
記試料の種類に応じた前記演算パラメータと前記温度補
正演算パラメータとを前記EFROMに書込むことを特
徴とする前記測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102430A JPS60244848A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 電気式水分計 |
| US06/669,973 US4621228A (en) | 1984-05-21 | 1984-11-09 | Electric moisture meter |
| IN221/CAL/85A IN163228B (ja) | 1984-05-21 | 1985-03-25 | |
| KR1019850002071A KR870001485B1 (ko) | 1984-05-21 | 1985-03-28 | 전기식 수분측정장치와 수분측정 및 표시방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102430A JPS60244848A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 電気式水分計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244848A true JPS60244848A (ja) | 1985-12-04 |
Family
ID=14327244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59102430A Pending JPS60244848A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 電気式水分計 |
Country Status (4)
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| JP (1) | JPS60244848A (ja) |
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- 1985-03-25 IN IN221/CAL/85A patent/IN163228B/en unknown
- 1985-03-28 KR KR1019850002071A patent/KR870001485B1/ko not_active Expired
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| IN163228B (ja) | 1988-08-27 |
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