JPH07174735A - 斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法 - Google Patents
斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法Info
- Publication number
- JPH07174735A JPH07174735A JP5343787A JP34378793A JPH07174735A JP H07174735 A JPH07174735 A JP H07174735A JP 5343787 A JP5343787 A JP 5343787A JP 34378793 A JP34378793 A JP 34378793A JP H07174735 A JPH07174735 A JP H07174735A
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- Japan
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- sensitivity
- coil
- transmitting
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- sensitivity correction
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発信／受信コイルと被検体表面との空隙寸法
の変化に対応して的確に受信感度を補正することのでき
る斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法を提供する。 【構成】 被検体の表面に両極が対向可能な磁束発生手
段と、互いに隣り合うもの同士の電流の向きが交互する
ように互いに所定間隔をおいて前記両極間に並設され、
かつ電気的に分割された複数の発信／受信コイルとを有
する斜角電磁超音波探傷装置に於て、所定間隔をおいた
発信／受信コイル間で基準発信パルスによる被検体表面
を伝播する表面波の授受を行い、この時の受信パルス高
さと基準受信パルス高さとの比に基づいて感度補正係数
を設定するものとする。
の変化に対応して的確に受信感度を補正することのでき
る斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法を提供する。 【構成】 被検体の表面に両極が対向可能な磁束発生手
段と、互いに隣り合うもの同士の電流の向きが交互する
ように互いに所定間隔をおいて前記両極間に並設され、
かつ電気的に分割された複数の発信／受信コイルとを有
する斜角電磁超音波探傷装置に於て、所定間隔をおいた
発信／受信コイル間で基準発信パルスによる被検体表面
を伝播する表面波の授受を行い、この時の受信パルス高
さと基準受信パルス高さとの比に基づいて感度補正係数
を設定するものとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束に直交する向きに
延在するコイルに電流を流した際に発生するローレンツ
力及び磁歪を利用した斜角電磁超音波探傷装置の感度補
正方法に関するものである。
延在するコイルに電流を流した際に発生するローレンツ
力及び磁歪を利用した斜角電磁超音波探傷装置の感度補
正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非破壊検査法の一つとして、被検体金属
中に一定方向の磁束を発生させると共に、当該金属の表
面に置かれたコイルに高周波電流を流し、この時、金属
内に誘起された渦電流と磁界との相互作用により、金属
内に直接的に超音波を発生させるようにした電磁超音波
法が知られている。これは磁束の向きに直交させて発信
／受信コイルを並設し、このコイルにパルス的に高周波
電流を印加することによって渦電流を発生させ、これら
の磁束と渦電流との相互作用で発生するローレンツ力及
び磁歪によって自励的に発生する弾性波を利用するもの
であり、発信時は、パルス電流をコイルに印加すること
で超音波を所定角度をもって被検体中に伝播させ、受信
時は、反射波によってコイルに誘起される電流を検出す
るようになっている（特開昭６０−４０９５０号公報参
照）。
中に一定方向の磁束を発生させると共に、当該金属の表
面に置かれたコイルに高周波電流を流し、この時、金属
内に誘起された渦電流と磁界との相互作用により、金属
内に直接的に超音波を発生させるようにした電磁超音波
法が知られている。これは磁束の向きに直交させて発信
／受信コイルを並設し、このコイルにパルス的に高周波
電流を印加することによって渦電流を発生させ、これら
の磁束と渦電流との相互作用で発生するローレンツ力及
び磁歪によって自励的に発生する弾性波を利用するもの
であり、発信時は、パルス電流をコイルに印加すること
で超音波を所定角度をもって被検体中に伝播させ、受信
時は、反射波によってコイルに誘起される電流を検出す
るようになっている（特開昭６０−４０９５０号公報参
照）。
【０００３】このような、被検体中をある角度をもって
伝播する超音波を利用して金属溶接部の探傷を行う斜角
探傷法に於ては、発信／受信コイルと被検体表面との空
隙寸法が探傷感度に影響を及ぼすという問題がある。こ
の探傷感度が変化すると、欠陥の評価基準が左右される
ので、判定精度を高める上には、探傷感度は一定してい
ることが好ましい。
伝播する超音波を利用して金属溶接部の探傷を行う斜角
探傷法に於ては、発信／受信コイルと被検体表面との空
隙寸法が探傷感度に影響を及ぼすという問題がある。こ
の探傷感度が変化すると、欠陥の評価基準が左右される
ので、判定精度を高める上には、探傷感度は一定してい
ることが好ましい。
【０００４】この問題に対処するための技術として、発
信／受信コイルと被検体との間隔をギャップセンサなど
によって測定し、この値に基づいて感度補償を行う技術
が知られている（特開昭５７−５２８５６号公報参
照）。しかしながらこの従来法は、測定ギャップ値から
間接的に感度補正量を決めるものであるため、実際に発
信／受信コイルによって発信／受信される超音波の感度
補正に必ずしも高い信頼性が得られるものではない。
信／受信コイルと被検体との間隔をギャップセンサなど
によって測定し、この値に基づいて感度補償を行う技術
が知られている（特開昭５７−５２８５６号公報参
照）。しかしながらこの従来法は、測定ギャップ値から
間接的に感度補正量を決めるものであるため、実際に発
信／受信コイルによって発信／受信される超音波の感度
補正に必ずしも高い信頼性が得られるものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであ
り、その主な目的は、発信／受信コイルと被検体表面と
の空隙寸法の変化に対応して発信／受信コイルによって
実際に発信／受信される超音波を用いて受信感度を的確
に補正することのできる斜角電磁超音波探傷装置の感度
補正方法を提供することにある。
従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであ
り、その主な目的は、発信／受信コイルと被検体表面と
の空隙寸法の変化に対応して発信／受信コイルによって
実際に発信／受信される超音波を用いて受信感度を的確
に補正することのできる斜角電磁超音波探傷装置の感度
補正方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、被検体の表面に両極が対向可能な磁束発生
手段と、互いに隣り合うもの同士の電流の向きが交互す
るように互いに所定間隔をおいて前記両極間に並設さ
れ、かつ電気的に分割された複数の発信／受信コイルと
を有する斜角電磁超音波探傷装置に於て、所定間隔をお
いた発信／受信コイル間で基準発信パルスによる被検体
表面を伝播する表面波の授受を行い、この時の受信パル
ス高さと基準受信パルス高さとの比に基づいて感度補正
係数を設定するものとすることによって達成される。特
に、発信／受信コイルに於ける複数点について個別に感
度補正係数の設定を実行し、これらの複数点間を直線補
間するようにすると良い。
明によれば、被検体の表面に両極が対向可能な磁束発生
手段と、互いに隣り合うもの同士の電流の向きが交互す
るように互いに所定間隔をおいて前記両極間に並設さ
れ、かつ電気的に分割された複数の発信／受信コイルと
を有する斜角電磁超音波探傷装置に於て、所定間隔をお
いた発信／受信コイル間で基準発信パルスによる被検体
表面を伝播する表面波の授受を行い、この時の受信パル
ス高さと基準受信パルス高さとの比に基づいて感度補正
係数を設定するものとすることによって達成される。特
に、発信／受信コイルに於ける複数点について個別に感
度補正係数の設定を実行し、これらの複数点間を直線補
間するようにすると良い。
【０００７】
【作用】このような構成によれば、表面波の受信パルス
高さは、コイルと被検体表面との空隙寸法によって変化
するので、磁束方向について所定の距離をおいた複数の
点間で規定の横波を発生させ、これの受信パルスの高さ
を基準値と比較すれば、現状での感度特性を推定でき
る。従って実測値と基準値との比をもって補正係数を求
めれば、感度特性を補正し得る。
高さは、コイルと被検体表面との空隙寸法によって変化
するので、磁束方向について所定の距離をおいた複数の
点間で規定の横波を発生させ、これの受信パルスの高さ
を基準値と比較すれば、現状での感度特性を推定でき
る。従って実測値と基準値との比をもって補正係数を求
めれば、感度特性を補正し得る。
【０００８】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明が適用される電磁超音波探
傷装置に用いる探触子の概略構成を示す模式図である。
この探触子は、概ねＵ字形をなすコア１及び該コア１に
巻回された励磁コイル２からなる電磁石３と、被検体金
属４の表面に対向する電磁石３の両極間に設けられた複
数組の発信／受信コイル５とからなっている。
傷装置に用いる探触子の概略構成を示す模式図である。
この探触子は、概ねＵ字形をなすコア１及び該コア１に
巻回された励磁コイル２からなる電磁石３と、被検体金
属４の表面に対向する電磁石３の両極間に設けられた複
数組の発信／受信コイル５とからなっている。
【００１０】発信／受信コイル５は、被検体金属４の表
面に微小間隙をおいて対向し、かつ電磁石３の両極間を
結ぶ直線に直交する向きに所定ピッチをおいて並列に延
設されており、図２に示すように、複数ターンのコイル
５1・５2…５nが複数組、発振回路６並びに電源回路７
に並列接続されおり、複数組のコイル同士間は、スイッ
チング手段８によって順次切り替えることができるよう
になっている。
面に微小間隙をおいて対向し、かつ電磁石３の両極間を
結ぶ直線に直交する向きに所定ピッチをおいて並列に延
設されており、図２に示すように、複数ターンのコイル
５1・５2…５nが複数組、発振回路６並びに電源回路７
に並列接続されおり、複数組のコイル同士間は、スイッ
チング手段８によって順次切り替えることができるよう
になっている。
【００１１】さて、励磁コイル２に励磁電流を印加して
コア１を磁化すると、被検体金属４中に矢印Ｂ方向の磁
束が発生する。ここで発信／受信コイル５は、図１に於
て紙面に直交する向きに延在しているので、発信／受信
コイル５に高周波のパルス電流を印加した際に発生する
ローレンツ力Ｆ及び磁歪の方向は、被検体金属４の表面
に直交する方向となる（図３参照）。
コア１を磁化すると、被検体金属４中に矢印Ｂ方向の磁
束が発生する。ここで発信／受信コイル５は、図１に於
て紙面に直交する向きに延在しているので、発信／受信
コイル５に高周波のパルス電流を印加した際に発生する
ローレンツ力Ｆ及び磁歪の方向は、被検体金属４の表面
に直交する方向となる（図３参照）。
【００１２】ここでコイルピッチ：２Ｐ，音速：Ｖs ，
探傷周波数：ｆ，屈折角：θとすると、これらの関係は
次式で与えられる。 ２Ｐ＝Ｖs ／ｆ・ｓｉｎθ … 式１ 例えば、ｆ：５ＭＨｚ，Ｖs ：３２４０ｍ／ｓ，θ：７
０°とすると、コイルピッチ２Ｐ＝０．６９mmとなる。
即ち、発信／受信コイル５のピッチを０．６９mmに設定
し、発信時に周波数ｆが５ＭＨｚのパルス電流を発信／
受信コイル５に印加すると、被検体金属４の法線に対し
て７０°の角度で被検体金属４中を超音波が伝播し、逆
に受信時は、７０°の角度の反射波によって発信／受信
コイル５に電流が誘起されることとなる。従って、反射
波の高低によって溶接部内の欠陥が判別でき、発信／受
信の時間間隔によって欠陥の位置を求めることができ
る。
探傷周波数：ｆ，屈折角：θとすると、これらの関係は
次式で与えられる。 ２Ｐ＝Ｖs ／ｆ・ｓｉｎθ … 式１ 例えば、ｆ：５ＭＨｚ，Ｖs ：３２４０ｍ／ｓ，θ：７
０°とすると、コイルピッチ２Ｐ＝０．６９mmとなる。
即ち、発信／受信コイル５のピッチを０．６９mmに設定
し、発信時に周波数ｆが５ＭＨｚのパルス電流を発信／
受信コイル５に印加すると、被検体金属４の法線に対し
て７０°の角度で被検体金属４中を超音波が伝播し、逆
に受信時は、７０°の角度の反射波によって発信／受信
コイル５に電流が誘起されることとなる。従って、反射
波の高低によって溶接部内の欠陥が判別でき、発信／受
信の時間間隔によって欠陥の位置を求めることができ
る。
【００１３】さて、反射波の受信感度は、発信／受信コ
イル５と被検体金属４の表面間の空隙寸法に影響され、
この感度が変化すると、欠陥の評価基準に影響がおよ
ぶ。そこで本発明に於ては、予め発信コイルに基準パル
スをかけ、これによって生じた超音波が被検体金属４の
表面を伝播して受信コイルに到達した時の受信パルスの
高さから、発信／受信コイル５と被検体金属４の表面間
の空隙寸法に適合するように、感度補正を行うようにし
ている。ここで感度補正に用いる発信／受信コイルは、
斜角探傷用のもののうち、適宜なコイルであって良い
が、これに与えるパルス電流の周波数を適切に設定する
ことにより、表面波を発信することが可能である。例え
ばコイルピッチが０．６９mmの場合は、周波数ｆを４．
２８ＭＨｚとすると、音速Ｖrが２９５０ｍ／ｓで表面
波を発信することができる。なお、実際には、表面波を
発信させるために厳密な周波数設定を行わなくとも、例
えば前述の条件で周波数ｆ＝５ＭＨｚであっても、超音
波の一部は表面波となって伝わるため、それが受信され
た時のパルス高さを用いて感度補正を行うこともでき
る。
イル５と被検体金属４の表面間の空隙寸法に影響され、
この感度が変化すると、欠陥の評価基準に影響がおよ
ぶ。そこで本発明に於ては、予め発信コイルに基準パル
スをかけ、これによって生じた超音波が被検体金属４の
表面を伝播して受信コイルに到達した時の受信パルスの
高さから、発信／受信コイル５と被検体金属４の表面間
の空隙寸法に適合するように、感度補正を行うようにし
ている。ここで感度補正に用いる発信／受信コイルは、
斜角探傷用のもののうち、適宜なコイルであって良い
が、これに与えるパルス電流の周波数を適切に設定する
ことにより、表面波を発信することが可能である。例え
ばコイルピッチが０．６９mmの場合は、周波数ｆを４．
２８ＭＨｚとすると、音速Ｖrが２９５０ｍ／ｓで表面
波を発信することができる。なお、実際には、表面波を
発信させるために厳密な周波数設定を行わなくとも、例
えば前述の条件で周波数ｆ＝５ＭＨｚであっても、超音
波の一部は表面波となって伝わるため、それが受信され
た時のパルス高さを用いて感度補正を行うこともでき
る。
【００１４】以下に具体的な感度補正方法について図４
を参照して説明する。先ず、発信／受信コイル５のうち
の適宜な第１のコイル５ａから基準強度のパルスを発信
し、第１のコイル５ａと適宜な間隔Ｌをあけた第２のコ
イル５ｂにて被検体金属４の表面を伝播する超音波を受
信し、その時の受信強度を測定する。この時の受信パル
スの高さＧsと基準値Ｇs0とから、感度補正係数αが次
式で与えられる。 α＝Ｇs0 ／Ｇs … 式２ 従って、斜角探傷による欠陥からの反射波の受信パルス
高さをＧfとおくと、感度補正後のパルス高さは、Ｇf・
αで与えられる。
を参照して説明する。先ず、発信／受信コイル５のうち
の適宜な第１のコイル５ａから基準強度のパルスを発信
し、第１のコイル５ａと適宜な間隔Ｌをあけた第２のコ
イル５ｂにて被検体金属４の表面を伝播する超音波を受
信し、その時の受信強度を測定する。この時の受信パル
スの高さＧsと基準値Ｇs0とから、感度補正係数αが次
式で与えられる。 α＝Ｇs0 ／Ｇs … 式２ 従って、斜角探傷による欠陥からの反射波の受信パルス
高さをＧfとおくと、感度補正後のパルス高さは、Ｇf・
αで与えられる。
【００１５】ところで、上記の補正方法は、電磁石３の
両極間に並設されたコイル５の全てが被検体４の表面と
均一の空隙間隔であることを想定しており、被検体４の
表面に対する探傷装置の平行度がずれていた場合には、
その誤差を排除し得ない。この問題に対しては、図５に
示すように、例えば中央部の発信コイル５ｃから発信さ
れた表面波を、両側の受信コイル５ｄ・５ｅで受信し、
両者の受信パルス高さに基づいて２つの受信コイル５ｄ
・５ｅ間の感度を直線補間するようにすると良い。具体
的には、以下のようにして求める。
両極間に並設されたコイル５の全てが被検体４の表面と
均一の空隙間隔であることを想定しており、被検体４の
表面に対する探傷装置の平行度がずれていた場合には、
その誤差を排除し得ない。この問題に対しては、図５に
示すように、例えば中央部の発信コイル５ｃから発信さ
れた表面波を、両側の受信コイル５ｄ・５ｅで受信し、
両者の受信パルス高さに基づいて２つの受信コイル５ｄ
・５ｅ間の感度を直線補間するようにすると良い。具体
的には、以下のようにして求める。
【００１６】２つの受信コイル５ｄ・５ｅのｘ方向位置
をそれぞれｘd、ｘeとし、両コイル５ｄ・５ｅで測定さ
れた受信パルスの高さをそれぞれＧsd、Ｇseとし、また
基準値をそれぞれＧs0d、Ｇs0eとする。すると、各受信
コイル位置ｘd、ｘeに於ける感度補正係数は、式２よ
り、次のように求められる。 αd＝Ｇs0d ／Ｇsd αe＝Ｇs0e ／Ｇse このとき、ｘ＝ｘpの位置にあるコイルを用いて探傷を
行ったときの感度補正係数αpは、αd、αeの値を用い
て直線補間することにより、次式で与えられる。 αp＝（αe−αd）・（ｘp−ｘd）／｛（ｘe−ｘd）＋
αd｝
をそれぞれｘd、ｘeとし、両コイル５ｄ・５ｅで測定さ
れた受信パルスの高さをそれぞれＧsd、Ｇseとし、また
基準値をそれぞれＧs0d、Ｇs0eとする。すると、各受信
コイル位置ｘd、ｘeに於ける感度補正係数は、式２よ
り、次のように求められる。 αd＝Ｇs0d ／Ｇsd αe＝Ｇs0e ／Ｇse このとき、ｘ＝ｘpの位置にあるコイルを用いて探傷を
行ったときの感度補正係数αpは、αd、αeの値を用い
て直線補間することにより、次式で与えられる。 αp＝（αe−αd）・（ｘp−ｘd）／｛（ｘe−ｘd）＋
αd｝
【００１７】なお、コイル５の構成は、図６に示すよう
に、１ターン毎に端子を導出し、別途設けられたスイッ
チング手段（図示せず）により、適宜な位置のコイルを
感度補正用コイルとして選択的に用いるようにしても良
いし、また感度補正用の発信／受信コイルを探傷用コイ
ルとは別に設けるようにしても良い。
に、１ターン毎に端子を導出し、別途設けられたスイッ
チング手段（図示せず）により、適宜な位置のコイルを
感度補正用コイルとして選択的に用いるようにしても良
いし、また感度補正用の発信／受信コイルを探傷用コイ
ルとは別に設けるようにしても良い。
【００１８】
【発明の効果】このように本発明によれば、通常の斜角
探傷と何等変わりのない手順で感度補正のための補正係
数の採取を短時間で実行できる。これにより、発信／受
信コイルと被検体金属の表面間の空隙寸法に応じた感度
補正を的確に行い得るので、欠陥評価の精度向上に多大
な効果を奏することができる。
探傷と何等変わりのない手順で感度補正のための補正係
数の採取を短時間で実行できる。これにより、発信／受
信コイルと被検体金属の表面間の空隙寸法に応じた感度
補正を的確に行い得るので、欠陥評価の精度向上に多大
な効果を奏することができる。
【図１】本発明に基づく電磁超音波探傷装置の模式的構
成図。
成図。
【図２】発信／受信コイルの概念的な結線図。
【図３】本発明装置の原理図。
【図４】補正方法の説明図。
【図５】別の補正方法の説明図。
【図６】別の構成の発信／受信コイルの概念図。
１ コア ２ 励磁コイル ３ 電磁石 ４ 被検体金属 ５ 発信／受信コイル ６ 発振回路 ７ 電源回路 ８ スイッチング手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 一雄 相模原市淵野辺５−10−１ 新日本製鐵株 式会社エレクトロニクス研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 被検体の表面に両極が対向可能な磁束発
生手段と、互いに隣り合うもの同士の電流の向きが交互
するように互いに所定間隔をおいて前記両極間に並設さ
れ、かつ電気的に分割された複数の発信／受信コイルと
を有する斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法であっ
て、 所定間隔をおいた発信／受信コイル間で基準発信パルス
による被検体表面を伝播する表面波の授受を行い、この
時の受信パルス高さと基準受信パルス高さとの比に基づ
いて感度補正係数を設定することを特徴とする斜角電磁
超音波探傷装置の感度補正方法。 - 【請求項２】 発信／受信コイルに於ける複数点につい
て個別に感度補正係数の設定を実行し、これらの複数点
間を直線補間することを特徴とする請求項１に記載の斜
角電磁超音波探傷装置の感度補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343787A JPH07174735A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343787A JPH07174735A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174735A true JPH07174735A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18364238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5343787A Withdrawn JPH07174735A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 斜角電磁超音波探傷装置の感度補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07174735A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019532297A (ja) * | 2016-10-19 | 2019-11-07 | プロセク ソシエテ アノニム | 超音波検査において不均一性を結合するべく補償するための方法及び装置 |
| CN110632177A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-31 | 大连理工大学 | 一种平面残余应力电磁超声检测方法 |
| CN117129575A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-11-28 | 汕头市超声检测科技有限公司 | 一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5343787A patent/JPH07174735A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019532297A (ja) * | 2016-10-19 | 2019-11-07 | プロセク ソシエテ アノニム | 超音波検査において不均一性を結合するべく補償するための方法及び装置 |
| CN110632177A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-31 | 大连理工大学 | 一种平面残余应力电磁超声检测方法 |
| CN117129575A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-11-28 | 汕头市超声检测科技有限公司 | 一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法 |
| CN117129575B (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-29 | 汕头市超声检测科技有限公司 | 一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法 |
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Legal Events
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |