JPS6136607B2 - - Google Patents
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- JPS6136607B2 JPS6136607B2 JP55138761A JP13876180A JPS6136607B2 JP S6136607 B2 JPS6136607 B2 JP S6136607B2 JP 55138761 A JP55138761 A JP 55138761A JP 13876180 A JP13876180 A JP 13876180A JP S6136607 B2 JPS6136607 B2 JP S6136607B2
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- Japan
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- signals
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/025—Interfacing a pyrometer to an external device or network; User interface
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J2005/0077—Imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、赤外線カメラをセンサーとして用い
た、物体の放射熱量計測装置に関する。
た、物体の放射熱量計測装置に関する。
近年、熱画像解析により対象物の異常を予測す
ると同時に、対象物からの熱放射損失を最小にす
るという熱ロス管理が、省エネルギーの観点から
ますます重要となつてきた。熱損失を算出する従
来の方法は、接触式温度計によつて物体の表面温
度を測定し、そのデータをもとに計算する方法
と、特殊なセンサーを物体に貼付してその物体表
面から放出される熱損失を直接カロリー単位で計
器に表示する熱流計による方法が採られていた。
しかしこれらの接触式計測法では、数点から10数
点の測定値をもとに測定点以外の熱損失を推測す
るしかないため、熱損失量の算定も概略の域を出
ないという欠点があつた。また、プラントの配管
等対象物が非常に広範囲にわたるものでは、部分
的な管理しかできない。これらの欠点を解決する
ものとしては、赤外線カメラで得た熱画像を写真
にとり、写真上の異常部分の面積を測定してこれ
を対象物の面積に換算し、この面積と当該異常部
分の温度から熱損失量を求める方法があるが、デ
ータの保存や計算処理に手間がかかる欠点があ
る。
ると同時に、対象物からの熱放射損失を最小にす
るという熱ロス管理が、省エネルギーの観点から
ますます重要となつてきた。熱損失を算出する従
来の方法は、接触式温度計によつて物体の表面温
度を測定し、そのデータをもとに計算する方法
と、特殊なセンサーを物体に貼付してその物体表
面から放出される熱損失を直接カロリー単位で計
器に表示する熱流計による方法が採られていた。
しかしこれらの接触式計測法では、数点から10数
点の測定値をもとに測定点以外の熱損失を推測す
るしかないため、熱損失量の算定も概略の域を出
ないという欠点があつた。また、プラントの配管
等対象物が非常に広範囲にわたるものでは、部分
的な管理しかできない。これらの欠点を解決する
ものとしては、赤外線カメラで得た熱画像を写真
にとり、写真上の異常部分の面積を測定してこれ
を対象物の面積に換算し、この面積と当該異常部
分の温度から熱損失量を求める方法があるが、デ
ータの保存や計算処理に手間がかかる欠点があ
る。
本発明は、物体が放射する赤外線量を検知しこ
の赤外線量の変化を像として再構成する赤外線カ
メラを用い、対象物の広い範囲の温度分布を観測
して同一温度レベルにある領域毎の熱損失量を求
めることができる放射熱量計測装置を提供しよう
とするものである。
の赤外線量の変化を像として再構成する赤外線カ
メラを用い、対象物の広い範囲の温度分布を観測
して同一温度レベルにある領域毎の熱損失量を求
めることができる放射熱量計測装置を提供しよう
とするものである。
本発明になる放射熱量計測装置は、物体を光学
的に走査して該物体の各部が放射する赤外線量を
検知し熱像信号を出力する赤外線検出手段と、こ
の検出手段の出力信号を小なくとも１画面分記憶
する手段と、この記憶手段からの熱像信号を温度
差によつて複数レベルの信号に分類し出力する手
段と、この分類された信号からそれぞれのレベル
毎に画素数を計数しこの計数値と前もつて入力さ
れた面積計算パラメータとから前記物体の当該温
度レベルにある領域の真の面積をそれぞれ求める
手段と、この真の面積と前もつて入力された放散
熱量計算パラメータとから当該温度レベルにおけ
る放散熱量をそれぞれ求める手段とを備えてなる
ことを特徴としている。
的に走査して該物体の各部が放射する赤外線量を
検知し熱像信号を出力する赤外線検出手段と、こ
の検出手段の出力信号を小なくとも１画面分記憶
する手段と、この記憶手段からの熱像信号を温度
差によつて複数レベルの信号に分類し出力する手
段と、この分類された信号からそれぞれのレベル
毎に画素数を計数しこの計数値と前もつて入力さ
れた面積計算パラメータとから前記物体の当該温
度レベルにある領域の真の面積をそれぞれ求める
手段と、この真の面積と前もつて入力された放散
熱量計算パラメータとから当該温度レベルにおけ
る放散熱量をそれぞれ求める手段とを備えてなる
ことを特徴としている。
以下、図面を参照して本発明の詳細につき説明
する。図面は本発明の一実施例たる放射熱量計測
装置の構成を示すブロツク図である。１０は物体
を光学的に走査して該物体の各部が放射する赤外
線量を検知し熱像信号を出力する赤外線検出手段
であり、具体的には赤外線カメラを用いるとがで
きる。このような赤外線カメラ１０は、例えば特
公昭49−31664号公報に「光学的機械式ラスター
走査装置」として開示されているような比較的低
速の機械式ラスター走査機構、光電変換装置およ
び像再生用光源とから構成されて、ラスター走査
と像の再生を共に行なう小型で携帯容易な装置が
適している。２０は、赤外線カメラ１０からの画
像信号を記憶するための画像記憶手段である。画
像記憶手段２０は、赤外線カメラ１０の物体の温
度（赤外線量）に比例した電気信号を発生する赤
外線検出部（図示せず）から取り出した画像信号
をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器２１
と、該変換器２１の出力たるデジタル画像信号を
フレームメモリ２３に書込むためのフレームメモ
リ書込み回路２２と、この書込み回路２２の制御
によつて一画面分のデジタル画像信号を記憶する
フレームメモリ２３とから構成されている。フレ
ームメモリ２３に記憶された画像を観察した場合
は、必要に応じて設けたTV表示手段３０によつ
て読み出してTV表示される。TV表示手段３０
は、フレームメモリ２３の記憶画像を標準TV走
査にて読み出すフレームメモリ読み出し回路３１
と、該読み出し回路３１によつて読み出されデジ
タル画像をモニタTV３３に表示するTVビデオ・
ジエネレータ３２と、モニタTV３３とから構成
されている。なお、刻々と変化する熱画像をリア
ルタイムでTV表示するために、フレームメモリ
２３への書込みと読み出し（アクセス）は時分割
で行なわれる。このようにして、赤外線カメラ１
０からの画像信号は、画像記憶手段２０および
TV表示手段３０によつてモニタTV３３に単色の
濃淡像もしくは擬似カラー像として表示される。
なお、擬似カラー像を得る場合は、フレームメメ
モリ読み出し回路３１とTVビデオ・ジエネレー
タ３２との間にカラーデイストリビユータ（図示
せず）を設け、画像信号の輝度に対応してあらか
じめ決められた色に従つて色付けされる。このよ
うにしてモニタTV３３に表示された熱画像を観
測すれば、対象物のどの場所が異常に赤外線を放
射しているか明瞭に観測することができる。
する。図面は本発明の一実施例たる放射熱量計測
装置の構成を示すブロツク図である。１０は物体
を光学的に走査して該物体の各部が放射する赤外
線量を検知し熱像信号を出力する赤外線検出手段
であり、具体的には赤外線カメラを用いるとがで
きる。このような赤外線カメラ１０は、例えば特
公昭49−31664号公報に「光学的機械式ラスター
走査装置」として開示されているような比較的低
速の機械式ラスター走査機構、光電変換装置およ
び像再生用光源とから構成されて、ラスター走査
と像の再生を共に行なう小型で携帯容易な装置が
適している。２０は、赤外線カメラ１０からの画
像信号を記憶するための画像記憶手段である。画
像記憶手段２０は、赤外線カメラ１０の物体の温
度（赤外線量）に比例した電気信号を発生する赤
外線検出部（図示せず）から取り出した画像信号
をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器２１
と、該変換器２１の出力たるデジタル画像信号を
フレームメモリ２３に書込むためのフレームメモ
リ書込み回路２２と、この書込み回路２２の制御
によつて一画面分のデジタル画像信号を記憶する
フレームメモリ２３とから構成されている。フレ
ームメモリ２３に記憶された画像を観察した場合
は、必要に応じて設けたTV表示手段３０によつ
て読み出してTV表示される。TV表示手段３０
は、フレームメモリ２３の記憶画像を標準TV走
査にて読み出すフレームメモリ読み出し回路３１
と、該読み出し回路３１によつて読み出されデジ
タル画像をモニタTV３３に表示するTVビデオ・
ジエネレータ３２と、モニタTV３３とから構成
されている。なお、刻々と変化する熱画像をリア
ルタイムでTV表示するために、フレームメモリ
２３への書込みと読み出し（アクセス）は時分割
で行なわれる。このようにして、赤外線カメラ１
０からの画像信号は、画像記憶手段２０および
TV表示手段３０によつてモニタTV３３に単色の
濃淡像もしくは擬似カラー像として表示される。
なお、擬似カラー像を得る場合は、フレームメメ
モリ読み出し回路３１とTVビデオ・ジエネレー
タ３２との間にカラーデイストリビユータ（図示
せず）を設け、画像信号の輝度に対応してあらか
じめ決められた色に従つて色付けされる。このよ
うにしてモニタTV３３に表示された熱画像を観
測すれば、対象物のどの場所が異常に赤外線を放
射しているか明瞭に観測することができる。
次に、熱画像の温度分布毎の放散熱量の求め方
について説明する。
について説明する。
４０は、赤外線カメラ１０の画像信号を、適宜
設定（本実施例においては16レベルに設定）した
温度（輝度）レベルに分類し出力するための分類
手段である。分類手段４０は、赤外線カメラ１０
の画像信号出力、更に具体的にいえば画像記憶手
段２０のフレームメモリ書込み回路２２からのデ
ジタル化された画像信号出力から任意に１画面分
の画像信号を抽出するためのスイツチ４１と、こ
の抽出された画像信号を温度差によつて複数レベ
ル（16レベル）の信号に分類し出力するデコーダ
４２とから構成されている。デコーダ４２からの
出力は、面積計算手段５０に入力されて、それぞ
れのレベル毎に入力された画素数を計数し、この
計数値をもとに対象物の当該温度レベルにある領
域の真の面積がそれぞれ求められる。面積計算手
段５０は、デーコーダ４２の出力信号数（レベル
数）と同数のカウンタC1乃至Ｃoと、面積計算器
S1乃至Ｓo、面積計算パラメータ発生器５１とか
ら構成されている。カウンタC1かららＣoは、そ
れぞれ逐次デコーダ４２から入力される特定温度
レベルの画素のみを計数し、面積計算器S1からＳ
oにそれぞれ出力する。面積計算器S1〜Ｓoは、そ
れぞれの計算器に対応するカウンタC1〜Ｃoから
入力される画素数と、例えば装置パネルに設けた
キーボード等からなる面積計算パラメータ発生器
５１からの入力される、対象物と赤外線カメラ１
０までの距離および、カメラ１０の赤外線検出器
の大きさと走査光学系の焦点距離で定まる対象物
のある小さな面積即ち、瞬間視野とを乗じて得た
１画素の面積を乗じて、対象物上の同一温度レベ
ルにある領域の裏の面積を算出して、放散熱量計
算手段６０に出力する。放散熱量計算手段６０
は、面積計算器S1〜Ｓoと同数の放散熱量計算器
Q1からとＱoと、放散熱量計算パラメータ発生器
６１とから構成されている。放散熱量計算器Q1
〜Ｑoは、それぞれに対応する面積計算器S1〜Ｓo
から入力される面積値と、例えば装置パネルに設
けたキーボード等からなる放散熱量パラメータ発
生器６１から入力される、外気温、自然対流係数
（風がある強制対流の場合は補正が必要となる）
および測定対象物の材質、形状、表面状態によつ
て変わる放射率およびデコーダ４２からの対象物
上の同一温度レベルにある領域の温度とから、次
式によつて対象物上の同一温度レベルにある領域
の放散熱量を算出する。放散熱量Ｑは Ｑ＝（Hc＋Hr）（Tn−To）で求めることがで
きる。（Tnは対象物上の同一温度レベルにある領
域の温度、Toは外気温である。） ここで Hcは自然対流係数であり Hc＝2.2（Tn−To） Hrは放射伝熱係数であり Hr＝４．８８×１０−８Ｐｓ｛（Ｔｎ＋２７３）４−（Ｔｏ＋２７３）４｝／（Ｔｎ−Ｔｏ） （Psは黒体を１とする放射率である） 即ち、外気温Toと、測定対象物によつて異な
る放射率Psがわかれば、同一温度レベルにある
領域ごとの放散熱量を求めることができる。
設定（本実施例においては16レベルに設定）した
温度（輝度）レベルに分類し出力するための分類
手段である。分類手段４０は、赤外線カメラ１０
の画像信号出力、更に具体的にいえば画像記憶手
段２０のフレームメモリ書込み回路２２からのデ
ジタル化された画像信号出力から任意に１画面分
の画像信号を抽出するためのスイツチ４１と、こ
の抽出された画像信号を温度差によつて複数レベ
ル（16レベル）の信号に分類し出力するデコーダ
４２とから構成されている。デコーダ４２からの
出力は、面積計算手段５０に入力されて、それぞ
れのレベル毎に入力された画素数を計数し、この
計数値をもとに対象物の当該温度レベルにある領
域の真の面積がそれぞれ求められる。面積計算手
段５０は、デーコーダ４２の出力信号数（レベル
数）と同数のカウンタC1乃至Ｃoと、面積計算器
S1乃至Ｓo、面積計算パラメータ発生器５１とか
ら構成されている。カウンタC1かららＣoは、そ
れぞれ逐次デコーダ４２から入力される特定温度
レベルの画素のみを計数し、面積計算器S1からＳ
oにそれぞれ出力する。面積計算器S1〜Ｓoは、そ
れぞれの計算器に対応するカウンタC1〜Ｃoから
入力される画素数と、例えば装置パネルに設けた
キーボード等からなる面積計算パラメータ発生器
５１からの入力される、対象物と赤外線カメラ１
０までの距離および、カメラ１０の赤外線検出器
の大きさと走査光学系の焦点距離で定まる対象物
のある小さな面積即ち、瞬間視野とを乗じて得た
１画素の面積を乗じて、対象物上の同一温度レベ
ルにある領域の裏の面積を算出して、放散熱量計
算手段６０に出力する。放散熱量計算手段６０
は、面積計算器S1〜Ｓoと同数の放散熱量計算器
Q1からとＱoと、放散熱量計算パラメータ発生器
６１とから構成されている。放散熱量計算器Q1
〜Ｑoは、それぞれに対応する面積計算器S1〜Ｓo
から入力される面積値と、例えば装置パネルに設
けたキーボード等からなる放散熱量パラメータ発
生器６１から入力される、外気温、自然対流係数
（風がある強制対流の場合は補正が必要となる）
および測定対象物の材質、形状、表面状態によつ
て変わる放射率およびデコーダ４２からの対象物
上の同一温度レベルにある領域の温度とから、次
式によつて対象物上の同一温度レベルにある領域
の放散熱量を算出する。放散熱量Ｑは Ｑ＝（Hc＋Hr）（Tn−To）で求めることがで
きる。（Tnは対象物上の同一温度レベルにある領
域の温度、Toは外気温である。） ここで Hcは自然対流係数であり Hc＝2.2（Tn−To） Hrは放射伝熱係数であり Hr＝４．８８×１０−８Ｐｓ｛（Ｔｎ＋２７３）４−（Ｔｏ＋２７３）４｝／（Ｔｎ−Ｔｏ） （Psは黒体を１とする放射率である） 即ち、外気温Toと、測定対象物によつて異な
る放射率Psがわかれば、同一温度レベルにある
領域ごとの放散熱量を求めることができる。
以上のごとくして計測された測定対象物上の同
一温度レベルにある領域ごとの放散熱量は、計測
目的によつて各種加工されて用いられる。この一
例を示せば、モニタTV３３に表示された熱画像
から、対象物の温度分布によつて対象物の異常熱
放散部分と正常な熱放散部分を識別し、別途設け
たキーボード等（図示せず）のスイツチ操作によ
つて放散熱量計算器Q1〜Ｑoの出力を異常部分と
正常部分にわけて加算する。異常部分からの総放
散熱量をQ′、正常部分からの総放散熱量をQ″と
すると、｛Q′−Q″×異常面積／正常面積｝で求められ
る熱量 が、異常にかかわる熱損失であり、前記キーボー
ド等の後にこのような計算をする計算回路（図示
せず）を設けることもできる。
一温度レベルにある領域ごとの放散熱量は、計測
目的によつて各種加工されて用いられる。この一
例を示せば、モニタTV３３に表示された熱画像
から、対象物の温度分布によつて対象物の異常熱
放散部分と正常な熱放散部分を識別し、別途設け
たキーボード等（図示せず）のスイツチ操作によ
つて放散熱量計算器Q1〜Ｑoの出力を異常部分と
正常部分にわけて加算する。異常部分からの総放
散熱量をQ′、正常部分からの総放散熱量をQ″と
すると、｛Q′−Q″×異常面積／正常面積｝で求められ
る熱量 が、異常にかかわる熱損失であり、前記キーボー
ド等の後にこのような計算をする計算回路（図示
せず）を設けることもできる。
以上のごとく処理された場合の、最終アウトプ
ツトデータは、保存性、定量性等を考えると、別
添の参考出力データに示すような形態が望まし
い。特に熱画像については、従来は写真で保存さ
れる例がほとんどであるが、撮影にまつわる苦労
（手間、撮影ミス等）および熱像のあいまい性
（擬似カラー表示でも10〜20種類の色を使用する
ため、同色系統の色が隣りあうことがある。）が
残る。参考出力データに示すような擬似マーク熱
像表示方式を使用すれば、写真方式の場合の欠点
がなくなるとともに、即時全データの打ち出しが
可能となる。このような最終データの出力形態
は、最近のプリンター装置の小型化・高性能化に
つれ、今後のデータ出力形態の１つの手法になる
ものと思われる。
ツトデータは、保存性、定量性等を考えると、別
添の参考出力データに示すような形態が望まし
い。特に熱画像については、従来は写真で保存さ
れる例がほとんどであるが、撮影にまつわる苦労
（手間、撮影ミス等）および熱像のあいまい性
（擬似カラー表示でも10〜20種類の色を使用する
ため、同色系統の色が隣りあうことがある。）が
残る。参考出力データに示すような擬似マーク熱
像表示方式を使用すれば、写真方式の場合の欠点
がなくなるとともに、即時全データの打ち出しが
可能となる。このような最終データの出力形態
は、最近のプリンター装置の小型化・高性能化に
つれ、今後のデータ出力形態の１つの手法になる
ものと思われる。
以上の説明から明らかなごとく、本発明になる
放射熱量計測装置によれば、プラントの配管等計
測対象物が非常に広範囲にわたるものでもその温
度分布が瞬時にわかるため、同一温度レベルにあ
る領域毎の正確な熱損失量を計測することがで
き、計測目的により各種加工して熱ロス管理に用
いることができる。
放射熱量計測装置によれば、プラントの配管等計
測対象物が非常に広範囲にわたるものでもその温
度分布が瞬時にわかるため、同一温度レベルにあ
る領域毎の正確な熱損失量を計測することがで
き、計測目的により各種加工して熱ロス管理に用
いることができる。
また、熱画像観測と同時に熱損失まで、マニユ
アルによらず計算処理することができるので、迅
速に所望のデータが得られる等、その効果は大で
ある。
アルによらず計算処理することができるので、迅
速に所望のデータが得られる等、その効果は大で
ある。
図面は本発明の一実施例たる放射熱量計測装置
の構成を示すブロツク図である。 １０……赤外線カメラ、２０……画像記憶手
段、３０……TV表示手段、４０……分類手段、
５０……面積計算手段、６０……放散熱量計算手
段。
の構成を示すブロツク図である。 １０……赤外線カメラ、２０……画像記憶手
段、３０……TV表示手段、４０……分類手段、
５０……面積計算手段、６０……放散熱量計算手
段。
Claims (1)
- １ 物体を光学的に走査して該物体の各部が放射
する赤外線量を検知し熱像信号を出力する赤外線
検出手段と、この検出手段の出力信号を少なくと
も１画面分記憶する手段と、この記憶手段からの
熱像信号を温度差によつて複数レベルの信号に分
類し出力する手段と、この分類された信号からそ
れぞれのレベル毎に画素数を計数しこの計数値と
前もつて入力された面積計算パラメータとから前
記物体の当該温度レベルにある領域の真の面積を
それぞれ求める手段と、この真の面積と前もつて
入力された放散熱量計算パラメータとから当該温
度レベルにおける放散熱量をそれぞれ求める手段
とを備えてなることを特徴とする放射熱量計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55138761A JPS5763427A (en) | 1980-10-06 | 1980-10-06 | Measuring device for radiation heat value |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55138761A JPS5763427A (en) | 1980-10-06 | 1980-10-06 | Measuring device for radiation heat value |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5763427A JPS5763427A (en) | 1982-04-16 |
| JPS6136607B2 true JPS6136607B2 (ja) | 1986-08-19 |
Family
ID=15229561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55138761A Granted JPS5763427A (en) | 1980-10-06 | 1980-10-06 | Measuring device for radiation heat value |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5763427A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593327A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Toshiba Corp | 発光強度分布検出装置 |
| JPS608769A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-17 | Fujitsu Ltd | 物体検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51130280A (en) * | 1975-05-07 | 1976-11-12 | Jeol Ltd | Thermographic apparatus |
-
1980
- 1980-10-06 JP JP55138761A patent/JPS5763427A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5763427A (en) | 1982-04-16 |
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