JPH07113624B2 - Method and device for measuring the amount of cement in a cement mixture - Google Patents
Method and device for measuring the amount of cement in a cement mixtureInfo
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セメント混合物中のセメント量を瞬時に、し
かも連続的かつ精度よく測定する方法に関するものであ
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring the amount of cement in a cement mixture instantaneously, continuously and accurately.
（従来の技術） セメント混合物は、建築、土木等さまざまな分野で利用
されており、強度確認等のために混合物中のセメント量
を測定する必要が生じる。従来、セメント混合物中のセ
メント量を測定する方法として、セメント混合物を絶乾
状態にして水分量を測定した後、粉砕して塩酸に溶解さ
せ、酸化カルシウム、及びシリカ、ないしは不溶残分を
化学分析により定量し、その値からセメント量を推定す
る方法が取られてきた。(Prior Art) Cement mixtures are used in various fields such as construction and civil engineering, and it is necessary to measure the amount of cement in the mixture to confirm the strength. Conventionally, as a method for measuring the amount of cement in a cement mixture, the cement mixture is dried in an absolutely dry state, the water content is measured, and then the powder is crushed and dissolved in hydrochloric acid, and then calcium oxide and silica, or insoluble residue is chemically analyzed. Has been used to estimate the amount of cement from that value.
しかし、この方法では、試験に長時間を要する他、化学
分析室に試料を持ち込む必要があり現場施工時の施工管
理には適していない。また、骨材ないし土中に塩酸によ
り溶解する成分を含む場合は精度の面でも問題がある。However, this method is not suitable for construction management during on-site construction because it takes a long time for the test and it is necessary to bring the sample into the chemical analysis room. Further, when the aggregate or the soil contains a component that is dissolved by hydrochloric acid, there is a problem in terms of accuracy.
（発明が解決しようとする問題点） 本発明が解決しようとする問題は、セメント混合物中の
セメント量の測定により施工管理を容易にするため、短
時間で簡便にセメント量を測定できるようにし、かつ測
定精度を上げることにある。(Problems to be solved by the invention) The problem to be solved by the present invention is to facilitate the construction management by measuring the amount of cement in the cement mixture, so that the amount of cement can be easily measured in a short time, And to improve the measurement accuracy.
（問題を解決するための手段） （１）本発明のセメント混合物中のセメント量の測定方
法は、セメント混合物に使用するセメント中にあらかじ
め強磁性体材料をセメントに対し一定の比率で混合して
おき、得られたセメント混合物の磁化を測定し、この磁
化にもとづいてセメント混合物中のセメント量を検出す
ることを特徴としている。(Means for Solving the Problem) (1) The method for measuring the amount of cement in the cement mixture of the present invention is as follows. The cement used in the cement mixture is mixed with a ferromagnetic material in advance at a constant ratio to the cement. Then, the magnetization of the obtained cement mixture is measured, and the amount of cement in the cement mixture is detected based on this magnetization.
（２）本発明のセメント混合物中のセメント量の測定装
置は強磁性体材料をセメントに対してあらかじめ一定の
割合で混合したセメントを含むセメント混合物を入れる
ための容器と、永久磁石、または電磁石を用いた磁気回
路とこの磁気回路の一部に設けられた空隙中に設置され
前記容器が収納可能な大きさを有する検出コイルと、検
出コイルの内部に前記容器を支持する手段と、該容器を
検出コイルの中心軸と平行な方向に移動させるための装
置、及び検出コイルに発生する電圧変化を積分して測定
する装置とを備えて成ることを特徴としている。(2) The apparatus for measuring the amount of cement in a cement mixture according to the present invention comprises a container for containing a cement mixture containing cement in which a ferromagnetic material is mixed in a predetermined ratio with respect to the cement, and a permanent magnet or an electromagnet. The magnetic circuit used, a detection coil installed in a gap provided in a part of the magnetic circuit and having a size capable of accommodating the container, a means for supporting the container inside the detection coil, and the container It is characterized by comprising a device for moving the detection coil in a direction parallel to the central axis, and a device for integrating and measuring a voltage change generated in the detection coil.
（３）本発明のセメント混合物中のセメント量の測定装
置は強磁性体材料をセメントに対してあらかじめ一定の
割合で混合したセメントを含むセメント混合物を入れる
ための容器と、永久磁石、または電磁石を用いた磁気回
路と、磁気回路の一部に空隙が設けられ、該空隙中に設
置した検出コイルと、及び該容器を磁気回路空隙内で検
出コイルの中心軸と平行方向振動させる装置と、検出コ
イルに誘起される交流電圧を測定する装置とを備えてな
ることを特徴としている。(3) The apparatus for measuring the amount of cement in a cement mixture according to the present invention comprises a container for containing a cement mixture containing cement in which a ferromagnetic material is mixed at a predetermined ratio with respect to the cement, and a permanent magnet or an electromagnet. The magnetic circuit used, a detection coil provided with a gap in a part of the magnetic circuit, and a device for vibrating the container in the magnetic circuit gap in a direction parallel to the central axis of the detection coil; And a device for measuring an AC voltage induced in the coil.
（作用） （１）強磁性粒子を非磁性体中に分散させた混合物の磁
化は、混合物中の強磁性体濃度に比例して変化する。そ
れゆえ、セメントに対して一定の比率で強磁性体を配合
すれば、このセメント混合物は、一定の磁化を持つ。こ
れを他の非磁性物で希釈すると、磁化は、強磁性体の量
の減少分だけ低下する。この希釈過程で強磁性粒子とセ
メント粒子が同一挙動を示せば、測定した混合物の磁化
の値から混合物中の強磁性体、及びそれと一定比率で分
散しているセメントの量を検出することができる。(Operation) (1) The magnetization of the mixture in which the ferromagnetic particles are dispersed in the non-magnetic material changes in proportion to the concentration of the ferromagnetic material in the mixture. Therefore, if a ferromagnetic material is mixed in a fixed ratio with respect to cement, this cement mixture has a fixed magnetization. When this is diluted with other non-magnetic material, the magnetization decreases by the amount of decrease in the amount of ferromagnetic material. If ferromagnetic particles and cement particles show the same behavior during this dilution process, it is possible to detect the ferromagnetic substance in the mixture and the amount of cement dispersed in a certain ratio from the measured magnetization value of the mixture. .
（２）一様磁界中に、検出コイルと強磁性体をいれ、強
磁性体を磁化したのち、該磁界中から強磁性体を引き抜
くと、検出コイルには磁束の変化量に比例する誘導電圧
が発生する。つまり、 −ｄφ/dt＝Ｖ ここで、φは磁束、Ｖは電圧、ｔは時間である。また変
化する磁束は強磁性体の磁化Ｍと φ＝αＭ （ここでαは定数）の関係にある。それゆえ、検知コイ
ルに発生する電圧を積分すれば強磁性体の磁化を測定す
る事ができる。よって、セメントと強磁性粒子からなる
セメント混合物の磁化を測定でき、その値からセメント
量を算出できる。(2) When a ferromagnetic material is magnetized by inserting a detecting coil and a ferromagnetic material into a uniform magnetic field and then pulling out the ferromagnetic material from the magnetic field, an induced voltage proportional to the amount of change in magnetic flux is applied to the detecting coil. Occurs. That is, −dφ / dt = V where φ is magnetic flux, V is voltage, and t is time. The changing magnetic flux has a relationship of φ = αM (where α is a constant) with the magnetization M of the ferromagnetic material. Therefore, the magnetization of the ferromagnetic material can be measured by integrating the voltage generated in the detection coil. Therefore, the magnetization of the cement mixture composed of cement and ferromagnetic particles can be measured, and the amount of cement can be calculated from that value.
（３）一様磁界中に検出コイルを置き、強磁性体を該磁
界中で一定の周期で振動させると、該検出コイルには、
強磁性体の磁束変化にともなう誘導電圧が発生する。こ
のとき発生する誘導電圧の振幅は V0＝kafM で与えられる。ここで、ｋは比例定数、ａは振動の振
幅、ｆは周波数、Ｍは強磁性体の磁化である。それゆ
え、検出コイルに発生する電圧の振幅を測定すれば磁化
を求めることができる。よって、セメントと強磁性粒子
からなるセメント混合物の磁化を測定でき、その値から
セメント量を算出できる。(3) When the detection coil is placed in a uniform magnetic field and the ferromagnetic body is vibrated in the magnetic field at a constant cycle,
An induced voltage is generated due to the change in magnetic flux of the ferromagnetic material. The amplitude of the induced voltage generated at this time is given by V 0 = kafM. Here, k is a proportional constant, a is the amplitude of vibration, f is the frequency, and M is the magnetization of the ferromagnetic material. Therefore, the magnetization can be obtained by measuring the amplitude of the voltage generated in the detection coil. Therefore, the magnetization of the cement mixture composed of cement and ferromagnetic particles can be measured, and the amount of cement can be calculated from that value.
（実施例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described in detail.
第１図は、平均粒径1.5ミクロン、磁化85emu/gのフェラ
イト（マグネタイトあるいはFe3O4）をセメントと混合
した場合の磁化とフェライト濃度の関係を示したもので
ある。図に示すようにセメントとフェライトの混合物
（以下フェライトセメントという）の磁化はフェライト
濃度に比例して変化する。このフェライトセメントと水
を1:1で混合した混合物（セメントミルクとよぶ）を作
製してこれを水で希釈していくと、混合物中のセメン
ト、及びフェライト濃度は減少する。第２図は、5wt％
フェライトセメントを水で希釈した場合の混合物中のセ
メント濃度と磁化との関係を示したものでセメント混合
物中でフェライトが均一に分散しているため、磁化とセ
メント量は比例する。これより、セメント混合物の磁化
を測定することにより混合物中のセメント量を測定する
ことができる。FIG. 1 shows the relationship between the magnetization and the ferrite concentration when ferrite (magnetite or Fe 3 O 4 ) having an average particle size of 1.5 μm and a magnetization of 85 emu / g was mixed with cement. As shown in the figure, the magnetization of a mixture of cement and ferrite (hereinafter referred to as ferrite cement) changes in proportion to the ferrite concentration. When a 1: 1 mixture of this ferrite cement and water (called cement milk) is prepared and diluted with water, the concentration of cement and ferrite in the mixture decreases. Fig. 2 shows 5wt%
The relationship between the cement concentration in the mixture and the magnetization when the ferrite cement is diluted with water is shown. Since ferrite is uniformly dispersed in the cement mixture, the magnetization is proportional to the amount of cement. From this, the amount of cement in the mixture can be measured by measuring the magnetization of the cement mixture.
（実施例１） 本発明の方法を実現するために第３図に示すような装置
を作製した。土木の現場等でセメント量を測定するた
め、セメント混合物を磁化させる磁石は永久磁石の方が
有利であるが一定の磁場が得られれば大きな磁場は必要
ではない。図において、コイル９、を高透磁率材料に巻
いた電磁石13を用いて空隙に磁場を発生させた。該空隙
中には２つの検出コイル11が設置してある。セメント混
合物は、ポンプ2a、及び弁12aにより検出コイル中央の
容器に入る。この容器はリニアモータ４、及びベローズ
10により２つの検出コイル間を移動できるようになって
いる。静磁場内で磁化したセメント混合物をこの２つの
コイル間で移動させると磁束の変化に対応した電圧変化
が検出コイルに現れる。この変化を増幅器６で増幅し、
A/D変換したのち、コンピュータで積分して磁化の値を
得る。そして、この値からセメント量を算出するセメン
ト混合物の移動は、0.5〜1Hzで、発信器３を用いて行
い、これは、コントローラを介してコンピュータで制御
される。このとき磁束の変化は先に作用のところで述べ
た値の倍になり、磁化の２倍の値が得られる。そして、
一周期ごとに得られた磁化の値を10〜20周期で平均して
磁化の値とする。また、磁場はセメント混合物の輸送中
には印加されないように電源をコントローラを用いて制
御される。これにより、ポンプで一定時間ごとにセメン
ト混合物を試料容器に送り込み、セメント量の時間変を
も測定することができる。この場合は、試料を弁12aを
切り替えて空気を送り込み弁12aを開いてポンプ2bで磁
気回路空隙から除去したのち、弁12aを再び切り替えて
セメント混合物を送り込んで測定する。(Example 1) In order to realize the method of the present invention, a device as shown in Fig. 3 was produced. Since the amount of cement is measured at the site of civil engineering, a permanent magnet is advantageous as a magnet for magnetizing the cement mixture, but a large magnetic field is not necessary if a constant magnetic field can be obtained. In the figure, a magnetic field is generated in the air gap by using an electromagnet 13 in which the coil 9 is wound around a high magnetic permeability material. Two detection coils 11 are installed in the gap. The cement mixture enters the container in the center of the detection coil by means of pump 2a and valve 12a. This container is a linear motor 4 and a bellows
The 10 makes it possible to move between the two detection coils. When the cement mixture magnetized in the static magnetic field is moved between the two coils, a voltage change corresponding to the change in the magnetic flux appears in the detection coil. This change is amplified by amplifier 6,
After A / D conversion, it is integrated by a computer to obtain the magnetization value. Then, the movement of the cement mixture for calculating the cement amount from this value is carried out at 0.5 to 1 Hz by using the transmitter 3, which is controlled by the computer via the controller. At this time, the change in the magnetic flux is twice the value described above in the operation, and a value twice the magnetization is obtained. And
The magnetization value obtained for each cycle is averaged over 10 to 20 cycles to obtain the magnetization value. Also, the magnetic field is controlled using a power supply controller so that the magnetic field is not applied during transport of the cement mixture. This allows the pump to send the cement mixture into the sample container at regular intervals and measure the time variation of the amount of cement. In this case, the sample is switched by switching the valve 12a to feed air and open the valve 12a to remove it from the magnetic circuit gap by the pump 2b, and then switch the valve 12a again to feed the cement mixture for measurement.
（実施例２） セメント混合物中で強磁性体の量が少ない場合には磁化
測定の感度を上げる必要がある。そこで、実施例１より
も高感度で磁化を測定する装置を次に示す。(Example 2) When the amount of ferromagnetic material in the cement mixture is small, it is necessary to increase the sensitivity of magnetization measurement. Therefore, an apparatus for measuring the magnetization with higher sensitivity than that of the first embodiment will be shown below.
第４図（ａ）は、装置を横から見た断面図、（ｂ）は、
上から見た断面図である。（ａ）では、セメント混合物
の輸送系は省略した。また（ｂ）では加振系が省略され
ている。電磁石29の作り一様磁場中で試料パイプ30を一
定周波数で振動させ、検出コイル20に誘起される交流電
圧を位相敏感検波により振幅測定して磁化を求めるもの
である。セメント混合物25aは、ポンプ24で試料パイプ3
0に送られる。この流れを弁26で止めて、加振器21を用
いて試料パイプを振動させる。パイプはベローズにより
輸送系に接続されているので上下方向には容易に移動で
きる。振動の周波数は80Hzを用いた。振動の周波数は調
整コイル19とコア18、及び増幅器17a、コントローラ16b
を用いて一定に制御される。検出コイルの信号は、増幅
したのち、ロックインアンプを用いて位相敏感検波され
A/D変換されてコンピュータに取り込みあらかじめ記憶
させた検量線を元にセメント濃度を算出する。本装置で
もポンプ24、をコントロールすることにより、セメント
濃度の時間変化を測定することができる。FIG. 4 (a) is a cross-sectional view of the device seen from the side, and FIG. 4 (b) is
It is sectional drawing seen from the top. In (a), the transportation system for the cement mixture is omitted. Further, in (b), the vibration system is omitted. The electromagnet 29 is produced by vibrating the sample pipe 30 at a constant frequency in a uniform magnetic field and measuring the amplitude of the AC voltage induced in the detection coil 20 by phase sensitive detection to obtain the magnetization. The cement mixture 25a is pumped to the sample pipe 3
Sent to 0. This flow is stopped by the valve 26, and the exciter 21 is used to vibrate the sample pipe. Since the pipe is connected to the transportation system by the bellows, it can be easily moved in the vertical direction. The frequency of vibration was 80 Hz. The frequency of vibration is adjusted by the adjusting coil 19, the core 18, the amplifier 17a, and the controller 16b.
Is controlled to be constant. The detection coil signal is amplified and then phase-sensitive detected using a lock-in amplifier.
The cement concentration is calculated based on the calibration curve that has been A / D converted and loaded into a computer and stored in advance. Also in this device, by controlling the pump 24, the time change of the cement concentration can be measured.
表１は、5wt％フェライトセメントと水、及び土砂を用
いてセメント量を20、30、40gに調整したセメント混合
物を実施例１、及び２の装置を用いて測定し、セメント
量を求めた一例を示した物である。このように誤差10％
以下でセメント量を測定する事が可能であった。Table 1 is an example of determining the cement amount by measuring the cement mixture prepared by using 5 wt% ferrite cement, water, and earth and sand to adjust the cement amount to 20, 30, and 40 g, using the apparatus of Examples 1 and 2. It is a thing that showed. 10% error like this
It was possible to measure the amount of cement below.
なお以上の実施例においては強磁性体材料としてフェラ
イトを用いたが、これ以外の材料、例えば鉄粉（ダス
ト）あるいはγ−Fe2O3（マグヘマイト）を用いても同
様の効果が得られる。 Although ferrite was used as the ferromagnetic material in the above examples, the same effect can be obtained by using other materials such as iron powder (dust) or γ-Fe 2 O 3 (maghemite).
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、セメント混合物
の磁化を測定することにより、セメント混合物中のセメ
ント量をリアルタイムで測定でき、化学的な処理が不要
で、誤差の少ない測定装置を提供することができる。(Effect of the invention) As described above, according to the present invention, by measuring the magnetization of the cement mixture, the amount of cement in the cement mixture can be measured in real time, no chemical treatment is required, and there is little error. A measuring device can be provided.
第１図は、磁化のフェライト濃度依存を示した図、第２
図は、セメント混合物中のセメント濃度と磁化の関係を
示した図、第３図及び第４図は本発明の装置の一実施例
を示す構成図である。図において、 1a,b,c……セメント混合物、2a,b……ポンプ、 ３……発信器、４……リニアモータ、 5a,b……コントローラ、６……増幅器、 ７……A/D変換器、 ８……パーソナルコンピュータ、９……コイル、 10……ベローズ、11……検出コイル、 12a,b……弁、13……電磁石、14……電源、 15……発信器、16a,b……コントローラ、 17a,b……増幅器、18……コア、 19……調節コイル、20……検出コイル、 21……加振器、22……ロックインアンプ、 23……パーソナルコンピュータ、24……ポンプ、 25a,b……セメント混合物、26……弁、 27a,b……ベローザ、28……電源、29……電磁石、 30……試料パイプ、31……A/D変換器Fig. 1 shows the dependence of magnetization on ferrite concentration.
The drawings show the relationship between the cement concentration in the cement mixture and the magnetization, and FIGS. 3 and 4 are schematic views showing an embodiment of the apparatus of the present invention. In the figure, 1a, b, c ... Cement mixture, 2a, b ... Pump, 3 ... Transmitter, 4 ... Linear motor, 5a, b ... Controller, 6 ... Amplifier, 7 ... A / D Converter, 8 ... personal computer, 9 ... coil, 10 ... bellows, 11 ... detection coil, 12a, b ... valve, 13 ... electromagnet, 14 ... power supply, 15 ... transmitter, 16a, b …… Controller, 17a, b …… Amplifier, 18 …… Core, 19 …… Adjustment coil, 20 …… Detection coil, 21 …… Vibrator, 22 …… Lock-in amplifier, 23 …… Personal computer, 24 ...... Pump, 25a, b …… Cement mixture, 26 …… Valve, 27a, b …… Bellozer, 28 …… Power supply, 29 …… Electromagnet, 30 …… Sample pipe, 31 …… A / D converter
Claims (3)
らかじめ強磁性体材料をセメントに対し一定の比率で混
合しておき、得られたセメント混合物の磁化を測定し、
この磁化にもとづいてセメント混合物中のセメント量を
検出することを特徴とするセメント混合物中のセメント
量の測定方法。1. A ferromagnetic material is preliminarily mixed in a cement used in a cement mixture at a constant ratio with respect to the cement, and the magnetization of the obtained cement mixture is measured.
A method for measuring the amount of cement in a cement mixture, which comprises detecting the amount of cement in the cement mixture based on the magnetization.
め一定の割合で混合したセメントを含むセメント混合物
を入れるための容器と、永久磁石、または電磁石を用い
た磁気回路とこの磁気回路の一部に設けられた空隙中に
設置され、前記容器が収納可能な大きさを有する検出コ
イルと、検出コイルの内部に前記容器を支持する手段
と、検出コイルの中心軸と平行な方向に該容器を移動さ
せるための手段と、検出コイルに発生する電圧変化を積
分して測定する装置とを備えてなることを特徴とするセ
メント混合物中のセメント量の測定装置。2. A container for containing a cement mixture containing cement, which is prepared by mixing a ferromagnetic material with cement in a predetermined ratio, a magnetic circuit using a permanent magnet or an electromagnet, and a part of this magnetic circuit. A detection coil having a size capable of accommodating the container installed in a space provided in the container, means for supporting the container inside the detection coil, and the container in a direction parallel to the central axis of the detection coil. An apparatus for measuring the amount of cement in a cement mixture, comprising means for moving and a device for integrating and measuring a voltage change generated in a detection coil.
め一定の割合で混合したセメントを含むセメント混合物
を入れるための容器と、永久磁石、または電磁石を用い
た磁気回路と、磁気回路の一部に空隙が設けられてあ
り、該空隙中に設置され、前記容器が収納可能な大きさ
を有する検出コイルと検出コイルの内部に前記容器を支
持する手段と該容器を磁気回路空隙内で検出コイルの中
心軸と平行な方向に振動させる装置と、検出コイルに誘
起される交流電圧を測定する装置とを備えてなることを
特徴とするセメント混合物中のセメント量測定装置。3. A container for containing a cement mixture containing cement prepared by mixing a ferromagnetic material with cement in a predetermined ratio, a magnetic circuit using a permanent magnet or an electromagnet, and a part of the magnetic circuit. A detection coil having a size capable of accommodating the container and a means for supporting the container inside the detection coil and the detection coil in the magnetic circuit space. An apparatus for measuring the amount of cement in a cement mixture, comprising: a device for vibrating in a direction parallel to the central axis of the cement, and a device for measuring an AC voltage induced in a detection coil.
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|---|---|---|---|
| JP1027980A JPH07113624B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Method and device for measuring the amount of cement in a cement mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027980A JPH07113624B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Method and device for measuring the amount of cement in a cement mixture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206757A JPH02206757A (en) | 1990-08-16 |
| JPH07113624B2 true JPH07113624B2 (en) | 1995-12-06 |
Family
ID=12236006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1027980A Expired - Lifetime JPH07113624B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Method and device for measuring the amount of cement in a cement mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113624B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110654A (en) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Sumitomo Cement Co Ltd | Method for measuring amount of content of cement |
| US6641754B2 (en) | 2001-03-15 | 2003-11-04 | Betzdearborn Inc. | Method for controlling scale formation and deposition in aqueous systems |
| US6444747B1 (en) | 2001-03-15 | 2002-09-03 | Betzdearborn Inc. | Water soluble copolymers |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0740017B2 (en) * | 1988-03-02 | 1995-05-01 | 住友大阪セメント株式会社 | Method for measuring the amount of cement in a cement mixture |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1027980A patent/JPH07113624B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02206757A (en) | 1990-08-16 |
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