ES2291063B1 - Estacion de muestreo para fluidos. - Google Patents
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Abstract
Estación de muestreo para fluidos, del tipo de las utilizadas principalmente en medios fluviales o marítimos para la realización de medidas o muestreos biológicos, químicos o de otros tipos, caracterizada porque está constituido por una estructura o línea principal, anclada a una unidad flotante, que incorpora concéntricamente y a la profundidad deseada, varios módulos con nivel de inmersión estable, provistos de elementos receptores o sensores específicos para la toma de muestras o medidas a realizar. La invención que se presenta aporta la principal ventaja de permitir la realización de dichas medidas o muestreos simultáneamente a distintas profundidades, pudiendo trabajar tanto en suspensión desde estructuras externas a los mismos o en flotación aislada y autónoma, pudiendo realizar medidas o muestreos durante largos periodos de tiempo.
Description
Estación de muestreo para fluidos.
La presente memoria descriptiva se refiere, como
su título indica, a una estación de muestreo para fluidos del tipo
de las utilizadas principalmente en medios fluviales o marítimos
para la realización de medidas o muestreos biológicos, químicos o
de otros tipos, caracterizada porque está constituido por una
estructura o línea principal, anclada a una unidad flotante, que
incorpora concéntricamente y a la profundidad deseada, varios
módulos con nivel de inmersión estable, provistos de elementos
receptores o sensores específicos para la toma de muestras o
medidas a realizar.
En la actualidad es frecuentemente necesario
realizar en medios fluidos medidas o muestreos de diverso tipo,
biológicos (estudio de especies animales, creación de colonias de
moluscos, estudios de concentraciones de microorganismos, etc...)
químicos (densidades, composición, concentración de elementos
contaminantes, control y seguimiento de niveles de coloración,
control de flujo de restos orgánicos procedentes de depuradoras,
etc...), o de otros tipos. Estas operaciones están destinadas
principalmente al control y estudio de medios fluviales o
marítimos, debido a la creciente necesidad de controlar y proteger
estos medios, y en muchos casos se limitan a hacer unas medidas o
controles a una determinada profundidad fija, lo cual ciertamente
no es demasiado fiable, ya que muchos de los parámetros son
variables en función de la profundidad.
Para poder realizar las medidas o muestreos a
diferentes profundidades del fluido, obteniendo así un perfil
variable en función de la profundidad, tradicionalmente se ha
venido realizando una medida secuencial mediante un único elemento
de medida o sensor, posicionándolo a diferentes profundidades y
realizando las medidas o controles. Este proceso obviamente es muy
lento, farragoso e impreciso, ya que las necesarias diferencias de
tiempo entra la primera medida y la última ocasionan imprecisiones
y discontinuidades en las medidas. Ejemplos de este tipo de
técnicas y estaciones de medida las podemos encontrar descritas en
la Patente española ES 2.011.328 (número de publicación
correspondiente al número de solicitud P8801069) "Muestreador
sumergible de materia orgánica disuelta y particulada en medios
acuáticos" que puede trabajar a cualquier profundidad pero
solo mide a una profundidad, utilizando un enrollador de sirga para
el posicionamiento a diferentes profundidades.
Como una alternativa mejorada a estas estaciones
de muestreo es frecuente utilizar una multitud de elementos
sensores o de muestreo, posicionados cada uno unitariamente a
diferente profundidad, pero ello origina una tremenda ocupación
espacial del fluido, además del tremendo esfuerzo de colocación,
recogida y control que ello implica, lo cual hace que sea
tremendamente costoso, aparte de que la distancia entre las
estaciones de medida origina una dispersión de los datos
obtenidos.
Se han intentado desarrollar equipos como el
descrito en la Patente española ES 2.003.089 (número de publicación
correspondiente al número de solicitud P8601482 "Dispositivo
de muestreo para el análisis de líquidos y método
correspondiente", pero presenta el inconveniente de estar
pensado únicamente para establecer la concentración y el perfil de
concentración de contaminantes y constituyentes de un liquido,
siendo únicamente capaces de utilizar celdas de diálisis cerrada
con membranas de diálisis, lo cual los hace incapaces para otro
tipo de medida, además de que al estar constituido por elementos
empalmados entre si sin línea de guiado es únicamente aplicable
como dispositivo de medida estático anclado a un elemento fijo.
Para solventar la problemática existente en la
actualidad en cuanto al problema de los muestreos y medidas en
función de la profundidad se ha ideado la estación de muestreo para
fluidos objeto de la presente invención, la cual conforma a través
de sus componentes, un equipo para toma de muestras en fluidos, bien
en suspensión desde estructuras externas a los mismos o en
flotación aislada y autónoma cuando así convenga.
La estación de muestreo para fluidos está
constituido por una estructura o línea principal, anclada a una
unidad flotante, que incorpora concéntricamente y a la profundidad
deseada, varios módulos con nivel de inmersión estable, regulado
mediante anclaje a la unidad flotante. Cada uno de estos módulos
están provistos de una pluralidad de elementos receptores o
sensores específicos para la toma de muestras o medidas a realizar.
La estación de muestreo consta de un elemento flotante o estructura
de soporte, flotando en la superficie del fluido, que lleva unido
el extremo superior de la línea principal, estando su extremo
inferior normalmente unido a los oportunos lastres depositados en
el fondo. De forma concéntrica a esta línea principal se encuentran
una pluralidad de módulos con nivel de inmersión estable,
conectados entre sí por medio de varias líneas secundarias de
unión, que se encargan de unir cada módulo con el siguiente, además
de unir la unidad flotante con el primer módulo.
Los módulos pueden ser de dos tipos "a" y
"b", denominándose tipo "a" a los módulos intermedios, de
estructura ligera, y tipo "b" al módulo terminal inferior, con
una estructura más pesada y que sirve de lastre al resto de los
módulos, manteniéndolos en su posición y profundidad fijada.
Todos los módulos están provistos de una
pluralidad de elementos receptores o sensores específicos para la
toma de muestras o medidas a realizar, pudiendo ser de cualquier
tipo, tanto elementos receptores de material plástico, cerámico,
metal, con forma geométrica, volumen, superficie y número variable
según se precise para la optimización de la toma de muestras a
analizar, mediante fijación a estos dispositivos hospedantes, de
los distintos elementos naturales o artificiales que incluya el
medio fluido objeto de estudio, como sensores para la medida de
elementos químicos, reactivos, contaminantes, etc...
En caso de que los sensores utilizados sean de
tipo electrónico, está previsto que las líneas secundarias de
unión, además de unir mecánicamente cada módulo con el siguiente,
realicen la transmisión y conexión eléctrica de las oportunas
señales tanto de medida como de alimentación eléctrica entre los
distintos módulos, y entre el primer módulo y la unidad flotante,
que en estos casos está asimismo previsto que pueda llevar una
unidad electrónica opcional de proceso y transmisión de los datos y
medidas, con alimentación autónoma a baterías o placas solares.
Tal y como acabamos de ver, los componentes
constitutivos y característicos de la estación de muestreo para
fluidos son los siguientes:
UNIDAD FLOTANTE - Constituida por
materiales con índice de flotabilidad suficiente en el fluido donde
se instalen, como por ejemplo material plástico, madera, corchos,
fibras, espumas, hinchables, etc..., o bien elementos huecos, como
por ejemplo boyas o similares, con forma y tamaño adaptados a los
fines requeridos, estando dotada por su parte inferior por el
oportuno enganche para las líneas.
LÍNEA PRINCIPAL - Sirve de guía al
conjunto de los módulos que forman parte de la estación,
manteniéndolos en la misma vertical. Está sujeta por su extremo
superior con la unidad flotante o con la estructura de soporte de
la estación y por el extremo inferior, en su caso, por los
oportunos lastres. Está constituida por una cadena, sirga, varilla o
cabo de materiales diversos (Nylon, fibras artificiales o
naturales, plástico, etc.), compatibles, perdurables y resistentes
al medio fluido prospectado, su profundidad, tiempo de uso y carga
a soportar.
LÍNEAS SECUNDARIAS - Se encargan de unir
cada módulo con el siguiente, además de unir la unidad flotante con
el primer módulo. Están constituidas por cadena, varilla, sirga,
cabo o línea de materiales diversos articulados, flexibles, rígidos
o semirígidos (Nylon, fibras artificiales o naturales, plástico,
metal, etc.) forrados cuando se precise para evitar su
enrollamiento sobre la línea principal, de tubo de material
semirígido, compatibles, perdurables y resistentes todos ellos, al
medio fluido prospectado, su profundidad, tiempo de uso y carga a
soportar. Estas líneas secundarias permiten la rápida extracción de
los módulos para mantenimiento, estudio, medida o recogida de
muestras, sin necesidad de extraer toda la estación de muestreo, ya
que la línea principal sigue anclada en su sitio, deslizándose los
módulos por su exterior. En caso de utilizar sensores electrónicos,
incorporarán además un conductor eléctrico multipolar para la
conexión eléctrica entre los módulos.
MÓDULO "tipo a" - Constituido por un
elemento hueco, de longitud sensiblemente superior a su sección,
con forma preferentemente cilíndrica y de tamaño y material
adaptado al medio y tipo de trabajo encomendado, sobre el que se
instalan de forma rápida y fiable para su recambio y estudio,
utilizando cualquiera de los métodos de fijación comúnmente
conocidos, como bridas, tornillos, etc..., los elementos
receptores, catalizadores, de medición de temperatura, PH,
conductividad, índices lumínicos, sobre niveles de uno varios
componentes químicos, metales pesados, y todo tipo de valores que
interese conocer a distintas profundidades en el punto
seleccionado.
MÓDULO "tipo b" - Constituido por un
módulo "tipo a" al que se incorpora por su interior y
concéntricamente un tubo, o bien alternativamente por un módulo
similar al "tipo a" pero de mayor espesor o constituido por
materiales más pesados, de tal forma que con su característica de
aumento de peso respecto al resto de los módulos, ejerce como
lastre de todo el conjunto de líneas secundarias y módulos de la
estación de muestreo.
El número de módulos que se disponga en la
estación de muestreo se adapta a las características técnicas de la
prospección, aumentando o disminuyendo proporcionalmente a la línea
principal según las necesidades, terminando siempre el conjunto con
un módulo "tipo b" como lastre.
La separación entre módulos así como su
profundidad se adapta igualmente a los requerimientos técnicos
mediante la adaptación de las medidas de las líneas secundarias de
empalme.
LASTRE - Está sujeto al extremo inferior
de la línea principal para su fijación al fondo y está constituido
por un sistema de anclaje que con su carga o fijación de fondo y su
consistencia garanticen la estabilidad de la estación de muestreo
en la localización marcada, como puede se por ejemplo por un
elemento metálicos, forjados de hormigón, piedra, etc...
ACCESORIOS - Como medios de fijación
entre los elementos integrantes de la estación de muestreo se
utilizarán cualesquiera de los sistemas comúnmente conocidos que se
adapten, tal y como grilletes metálicos, grilletes doble
giratorios, bridas de nylon, bridas galvanizadas y vulcanizadas,
etc...
La estación de muestreo puede utilizarse tanto
de manera autónoma (con su propia unidad flotante) como dependiente
de otra estructura (por ejemplo una barcaza o plataforma flotante
preexistente, sustituyendo en este caso la unidad flotante por
dicha estructura a la que se fija las líneas principal y
secundaria). Asimismo esta estación de muestreo puede utilizarse de
manera fija (con el lastre o anclaje fijado al fondo) o móvil (con
un lastre mínimo que no llegue al fondo y sea soportado por la
unidad flotante), permitiendo en este último caso el desplazamiento
de la estación de muestreo con la corriente.
\newpage
Esta estación de muestreo para fluidos que se
presenta aporta múltiples ventajas sobre los sistemas disponibles
en la actualidad siendo la más importante que permite la
realización de dichas medidas o muestreos simultáneamente a
distintas profundidades, adaptándose fácilmente a cualquier
necesidad de profundidad, sin más que adaptar el número de módulos
necesarios.
Otra ventaja de la presente invención es que,
dado que la estación de muestreo es flotante, sigue las variaciones
de nivel del medio, por lo cual se adapta automáticamente,
consiguiendo que las distintas profundidades sean siempre correctas
y relativas al nivel superior del fluido.
Es importante resaltar la gran ventaja que
produce el hecho de que los módulos sean coaxiales con la línea
principal unido a la utilización de dos líneas separadas, una
principal y otras secundarias, evita que se produzcan enredamientos
en las líneas.
Otra innegable ventaja es que puede trabajar
tanto en suspensión desde estructuras externas a los mismos o en
flotación aislada y autónoma.
Hay que destacar también el hecho que es puede
realizar medidas o muestreos durante largos periodos de tiempo.
Otra importante ventaja es que, a pesar de estar
destinadas principalmente al control y estudio de medios fluviales
o marítimos, pero también pueden aplicarse a cualquier otro entorno
de aplicación, como depósitos de fluidos, crudos, lagunas, pozos,
etc...
Para comprender mejor el objeto de la presente
invención, en el plano anexo se ha representado una realización
práctica preferencial de una estación de muestreo para fluidos.
En dicho plano la figura -1- muestra un ejemplo
de realización fija en el fondo con lastre, unidad flotante y tres
módulos (dos de tipo a y uno de tipo b).
La figura -2- muestra el subconjunto formado por
la línea principal, la unidad flotante y el lastre.
La figura -3- muestra un ejemplo constructivo de
modulo tipo "a" (modulo intermedio).
La figura -4- muestra un ejemplo constructivo de
modulo tipo "b" (modulo terminal).
La estación de muestreo para fluidos objeto de
la presente invención, esta formado básicamente, como puede
apreciarse en el plano anexo, por una unidad flotante (1) o
estructura de soporte, situado en la superficie (2) del fluido (3),
que lleva unido el extremo superior de la línea principal (4),
estando su extremo inferior normalmente unido a los oportunos
lastres (5) depositados en el fondo (6). De forma concéntrica a
esta línea principal (4) se encuentran una pluralidad de módulos
(7,8) con nivel de inmersión estable, conectados entre sí por medio
de varias líneas secundarias (9) de unión, que se encargan de unir
cada módulo (7,8) con el siguiente módulo (7,8), además de unir la
unidad flotante (1) con el primer módulo (7).
Los módulos (7,8) pueden ser de dos tipos
"a" (7) y "b" (8), denominándose tipo "a" a los
módulos intermedios (7), de estructura ligera, y tipo "b" al
módulo terminal inferior (8), con una estructura más pesada y que
sirve de lastre al resto de los módulos (7), manteniéndolos en su
posición y profundidad fijada.
Todos los módulos (7,8) están provistos de una
pluralidad de elementos receptores o sensores específicos (10) para
la toma de muestras o medidas a realizar, fijados a dichos módulos
(7,8) utilizando cualquiera de los métodos de fijación (11)
comúnmente conocidos.
En caso de que los receptores o sensores
específicos (10) utilizados sean de tipo electrónico, está previsto
que las líneas secundarias (9) de unión, además de unir
mecánicamente cada módulo (7,8) con el siguiente, realicen la
transmisión y conexión eléctrica de las oportunas señales tanto de
medida como de alimentación eléctrica entre los distintos módulos
(7,8), y entre el primer módulo (7) y la unidad flotante (1), que en
estos casos está asimismo previsto que pueda llevar una unidad
electrónica (12) opcional de proceso y transmisión de los datos y
medidas, con alimentación autónoma a baterías o placas solares.
Tal y como acabamos de ver, los componentes
constitutivos y característicos de la estación de muestreo para
fluidos son los siguientes:
UNIDAD FLOTANTE (1) - Constituida por
materiales con índice de flotabilidad suficiente en el fluido (3)
donde se instalen, o bien elementos huecos, como por ejemplo boyas
o similares, con forma y tamaño adaptados a los fines requeridos,
estando dotada por su parte inferior por el oportuno enganche (13)
para las líneas (4,9).
LÍNEA PRINCIPAL (4) - Sirve de guía al
conjunto de los módulos (7,8) que forman parte de la estación,
manteniéndolos en la misma vertical. Está sujeta por su extremo
superior con la unidad flotante (1) y por el extremo inferior, en
su caso, por los oportunos lastres (5).
LÍNEAS SECUNDARIAS (9) - Se encargan de
unir cada módulo (7,8) con el siguiente, además de unir la unidad
flotante (1) con el primer módulo (7). En caso de utilizar sensores
(10) electrónicos, incorporarán además un conductor eléctrico
multipolar para la conexión eléctrica entre los módulos (7,8).
MÓDULO "tipo a" (7) - Constituido
por un elemento hueco (15), de longitud sensiblemente superior a su
sección, con forma preferentemente cilíndrica y de tamaño y
material adaptado al medio y tipo de trabajo encomendado, sobre el
que se instalan de forma rápida y fiable para su recambio y
estudio, utilizando cualquiera de los métodos de fijación (11)
comúnmente conocidos, preferentemente bridas o tornillos, receptores
o sensores específicos (10).
MÓDULO "tipo b" (8) - Constituido
por un módulo "tipo a" (7) al que se incorpora por su interior
y concéntricamente un tubo, o bien alternativamente por un módulo
similar al "tipo a" (7) pero con un elemento hueco (16) de
mayor espesor o constituido por materiales más pesados, de tal
forma que con su característica de aumento de peso respecto al resto
de los módulos (7), ejerce una funcion de lastre de todo el
conjunto de líneas secundarias (9) y módulos (7) de la estación de
muestreo.
Es característico de la invención que el número
de módulos (7,8) que se disponga en la estación de muestreo se
adapta a las características técnicas de la prospección, aumentando
o disminuyendo proporcionalmente a la línea principal (4) según las
necesidades, terminando siempre el conjunto con un módulo "tipo
b" (8) como lastre. Asimismo es característico que la separación
entre módulos (7,8) así como su profundidad se adapta igualmente a
los requerimientos técnicos mediante la adaptación de las medidas
de las líneas secundarias (9) de empalme.
LASTRE (5) - Está sujeto al extremo
inferior de la línea principal (4) mediante el oportuno enganche
(14) para su fijación al fondo (6).
Destacar asimismo el funcionamiento
característico que propician las líneas secundarias (9), ya que
permiten la rápida extracción de los módulos (7,8) para
mantenimiento, estudio, medida o recogida de muestras, sin
necesidad de extraer toda la estación de muestreo, ya que la línea
principal (4) sigue anclada y posicionada en su sitio, deslizándose
los módulos (7,8) por el exterior de la línea principal (4).
Se omite voluntariamente hacer una descripción
detallada del resto de particularidades del sistema que se presenta
o de los elementos componentes que lo integran, pues estimamos por
nuestra parte que el resto de dichas particularidades no son objeto
de reivindicación alguna.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
del presente invento, así como una forma de llevarlo a la práctica,
solo nos queda por añadir que su descripción no es limitativa,
pudiéndose efectuar algunas variaciones, tanto en materiales como
en formas o tamaños, siempre y cuando dichas variaciones no alteren
la esencialidad de las características que se reivindican a
continuación.
Claims (9)
1. Estación de muestreo para fluidos del tipo de
las utilizadas principalmente en medios fluviales o marítimos para
la realización de medidas o muestreos biológicos, químicos o de
otros tipos, caracterizada porque está constituido por una
unidad flotante (1) o estructura de soporte, situado en la
superficie (2) del fluido (3), que lleva unido por su parte
inferior el extremo superior de una línea principal (4), estando su
extremo inferior normalmente unido a un lastre (5) depositados en
el fondo (6), llevando la línea principal (4) de forma concéntrica
una pluralidad de módulos (7,8) con nivel de inmersión estable,
conectados entre sí por medio de varias líneas secundarias (9) de
unión, que se encargan de unir cada módulo (7,8) con el siguiente
módulo (7,8), además de unir la unidad flotante (1) con el primer
módulo (7), y estando provistos todos los módulos (7,8) de una
pluralidad de elementos receptores o sensores específicos (10) para
la toma de muestras o medidas a realizar, fijados a dichos módulos
(7,8) utilizando cualquiera de los métodos de fijación (11)
comúnmente conocidos.
2. Estación de muestreo para fluidos, según la
anterior reivindicación, caracterizada porque los módulos
(7,8) pueden ser de dos tipos "a" (7) y "b" (8),
denominándose tipo "a" a los módulos intermedios (7), de
estructura ligera, y tipo "b" al módulo terminal inferior (8),
con una estructura más pesada y que sirve de lastre al resto de los
módulos (7), manteniéndolos en su posición y profundidad
fijada.
3. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque en caso de
que los receptores o sensores específicos (10) utilizados sean de
tipo electrónico, está previsto que las líneas secundarias (9) de
unión, además de unir mecánicamente cada módulo (7,8) con el
siguiente, realicen la transmisión y conexión eléctrica de las
oportunas señales tanto de medida como de alimentación eléctrica
entre los distintos módulos (7,8), y entre el primer módulo (7) y la
unidad flotante (1), que en estos casos está asimismo previsto que
pueda llevar una unidad electrónica (12) opcional de proceso y
transmisión de los datos y medidas, con alimentación autónoma a
baterías o placas solares.
4. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la unidad
flotante (1) está constituida por materiales cuya densidad total
sea sensiblemente menor que la del fluido (3) donde se instalen,
permitiendo su perfecta flotación, o bien elementos huecos, como
por ejemplo boyas o similares, con forma y tamaño adaptados a los
fines requeridos, estando dotada por su parte inferior por el
oportuno enganche (13) para las líneas (4,9).
5. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque los
módulos de "tipo a" (7) están constituidos por un elemento
hueco (15), de longitud sensiblemente superior a su sección, con
forma preferentemente cilíndrica, sobre el que se instalan los
receptores o sensores específicos (10) de forma rápida y fiable
para su recambio y estudio, utilizando cualquiera de los métodos de
fijación (11) comúnmente conocidos, preferentemente bridas o
tornillos.
6. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque los
módulos de "tipo b" (7) están constituidos por un módulo
"tipo a" (7) al que se incorpora por su interior y
concéntricamente un tubo, o bien alternativamente por un módulo
similar al "tipo a" (7) pero con un elemento hueco (16) de
mayor espesor o constituido por materiales más pesados, de tal
forma que con su característica de aumento de peso respecto al
resto de los módulos (7), ejerce una función de lastre de todo el
conjunto de líneas secundarias (9) y módulos (7) de la estación de
muestreo.
7. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque el número
de módulos (7,8) que se disponga en la estación de muestreo se
adapta a las características técnicas de la prospección, aumentando
o disminuyendo proporcionalmente a la línea principal (4) según las
necesidades, terminando siempre el conjunto con un módulo "tipo
b" (8) como lastre.
8. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la
separación entre módulos (7,8) así como su profundidad se adapta
igualmente a los requerimientos técnicos mediante la adaptación de
las medidas de las líneas secundarias (9) de empalme.
9. Estación de muestreo para fluidos, según las
anteriores reivindicaciones, caracterizada porque las líneas
secundarias (9) permiten la rápida extracción de los módulos (7,8)
para mantenimiento, estudio, medida o recogida de muestras, sin
necesidad de extraer toda la estación de muestreo, ya que la línea
principal (4) sigue anclada y posicionada en su sitio, deslizándose
los módulos (7,8) por el exterior de la línea principal (4).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200500186A ES2291063B1 (es) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | Estacion de muestreo para fluidos. |
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---|---|---|---|
ES200500186A ES2291063B1 (es) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | Estacion de muestreo para fluidos. |
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ES2291063A1 ES2291063A1 (es) | 2008-02-16 |
ES2291063B1 true ES2291063B1 (es) | 2009-02-01 |
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ES200500186A Withdrawn - After Issue ES2291063B1 (es) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | Estacion de muestreo para fluidos. |
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JPH07245857A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 淺深度海洋観測用ケーブル装置 |
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2005
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20080216 Kind code of ref document: A1 |
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FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2291063B1 Country of ref document: ES |
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FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20091019 |