TWI381153B - Light sensor - Google Patents

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TWI381153B
TWI381153B TW98101227A TW98101227A TWI381153B TW I381153 B TWI381153 B TW I381153B TW 98101227 A TW98101227 A TW 98101227A TW 98101227 A TW98101227 A TW 98101227A TW I381153 B TWI381153 B TW I381153B
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Masaki Nakamura
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Ushio Electric Inc
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光感測器
本發明係關於用來檢測從準分子燈等的紫外線光源放射出的紫外光之光感測器。
現在，例如在液晶顯示面板的玻璃基板之紫外線照射洗淨製程等，所使用的紫外線照射裝置，係具備可放射波長200nm以下的真空紫外光之準分子燈。
使用第4圖來說明這種紫外線照射裝置。
紫外線照射裝置10，係具備光取出窗11、本體外殼12、金屬塊體13，在本體外殼12的內部配置準分子燈1。
光取出窗11是一種光穿透構件，可讓準分子燈1所放射的紫外光穿透，例如是由合成石英玻璃所構成。本體外殼12是由不鏽鋼製成，在一方的側壁形成氣體導入口12a，在另一方的側壁形成氣體排出口12b。
從該氣體導入口12a導入氮氣等的非活性氣體，從該氣體排出口12b將非活性氣體和殘存的氧氣一起排出。
符號16代表用來冷卻金屬塊體13之水冷管路。
金屬塊體13形成有溝槽部，準分子燈1的一半是嵌合在各溝槽部。在金屬塊體13，形成有面對各個準分子燈1的貫穿孔，在金屬塊體13上方之面對貫穿孔的位置組裝光感測器15，藉由該光感測器15來檢測來自準分子燈1的放射光(參照專利文獻1)。
例如，在使用這種紫外線照射裝置之液晶顯示面板的玻璃基板之乾式洗淨製程，通常，利用帶式輸送機等的適當的搬運手段來搬運被處理物(液晶用玻璃基板)而將其導入紫外線照射裝置之光照射區域，並藉由連續照射紫外光來進行洗淨。
在這種紫外線照射裝置，為了進行高可靠性的紫外光照射處理，必須確認準分子燈的點燈狀態是否處於正確的狀態，例如是否以充分強度來照射紫外光的狀態。由於主要放射的光線是紫外光，故無法藉由目視來確認該準分子燈的點燈狀態。
因此，為了確認準分子燈的點燈狀態，藉由用來檢測準分子燈所放射出的紫外線之光感測器，來測定準分子燈的點燈狀態的方法是已知的(參照專利文獻2)。
第5圖係光感測器的說明圖。
光感測器15，是在配置著紫外光檢測器151(由用來檢測紫外光的半導體感測器所構成)的金屬基板152上，披覆金屬帽蓋153，在該金屬帽蓋153形成讓紫外光通過的貫穿孔，在該貫穿孔黏著讓紫外光穿透的玻璃製的窗材154。金屬帽蓋153和金屬基板152是利用熔接或焊材等的手段來接合。
另外，若在金屬帽蓋153內的密閉空間內有氧氣的存在，氧氣會吸收紫外光而使紫外光無法到達紫外光檢測器151，因此須在金屬帽蓋153內封入氮氣等的非活性氣體。
另外，穿透窗材154的紫外光會照射金屬帽蓋153內，並到達紫外光檢測器151而進行紫外光的檢測。
如第4圖所示，這種光感測器15，是透過金屬塊體13的貫穿孔來讓準分子燈所放射出的紫外光到達光感測器15前方的窗材154，窗材154和金屬塊體13的貫穿孔之間，成為與本體外殼12內部連通的空間，且是形成不會吸收紫外光的非活性氣體氣氛。穿透窗材154的紫外光在紫外光檢測器152進行檢測，以測定準分子燈的點燈狀態。
[專利文獻1]日本特開2004-221490號公報
[專利文獻2]日本特開2004-037174號公報
在第5圖所示的光感測器15，是在密閉的金屬帽蓋153內封入非活性氣體，通常，為了製造出該光感測器15，是將配置有紫外光檢測器151的金屬基板152和黏著有窗材154之金屬帽蓋153兩者配置於非活性氣體氣氛中的組裝空間，在此狀態下，將金屬帽蓋153之與金屬基板152接觸的部分施以加熱熔融而形成密閉構造。
然而，依據這種製造方法所組裝成的光感測器15，在組裝過程中，若在非活性氣體氣氛中混入微量的氧氣，該氧氣就會被封入密閉的金屬帽蓋153。
結果，由於在密閉的金屬帽蓋153內有氧氣的存在，穿透窗材154後的紫外光的一部分會被氧氣所吸收，而無法到達紫外光檢測器151，如此會發生無法正確測定紫外光的問題。
再者，由於紫外光的一部分被氧氣所吸收，會在金屬帽蓋153發生臭氧，該臭氧會導致紫外光檢測器23劣化，而變得無法正確地測定紫外光。
再者，金屬帽蓋153是位於紫外光照射的方向上，因此容易接受紫外線照射裝置內的準分子燈的熱量，會將金屬帽蓋153加熱而產生膨脹，又在準分子燈熄燈後金屬帽蓋153的溫度會下降而產生收縮，隨著膨脹、收縮的反覆進行，金屬帽蓋153和金屬基板152的接合部位會發生破壞，金屬帽蓋153內的非活性氣體會流出而流到大氣中。
結果，氧氣會流入金屬帽蓋153，穿透窗材154的紫外光的一部分會被氧氣吸收，而無法到達紫外光檢測器151，或是在金屬帽蓋153內產生臭氧，該臭氧會導致紫外光檢測器23劣化，而變得無法正確測定紫外光。
再者，如第4圖所示，光感測器15和用來處理被處理物之本體外殼12的內部空間，是透過金屬塊體13的貫穿孔來連結，在進行被處理物的處理時產生的污染物質飛散出時，可能會污染光感測器15的窗材154。
即使窗材154受到污染，由於窗材154是黏著在金屬帽蓋153上，故無法單獨更換窗材154，使用受污染的窗材154會減少紫外光的穿透率，而變得無法正確地測定紫外光。
本發明是為了解決上述問題而開發完成者，其目的是提供一種光感測器，可將配置有紫外光檢測器的外殼內的氧氣確實除去，以防止臭氧產生並藉由紫外光檢測器來正確地測定紫外光，而能正確地測定準分子燈等的紫外線光源的點燈狀態。
另外是提供一種光感測器，在讓紫外光穿透的窗材受到污染的情況，可簡單地單獨更換窗材，而始終能正確地進行紫外光的測定。
請求項1記載的光感測器，係藉由配置於殼體內的紫外光檢測器來檢測紫外光的光感測器，其特徵在於：前述殼體係包含：在內部配置用來檢測紫外光的紫外光檢測器且具有讓紫外光通過的貫穿孔之第1殼體、具有讓紫外光通過的貫穿孔之第2殼體；前述第1殼體和第2殼體是設置成各殼體的貫穿孔互相重疊，在前述第1殼體和前述第2殼體之間且在與各殼體的貫穿孔相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材，在前述窗材和前述第1殼體之間配置密封構件，在前述第1殼體內配置脫氧劑。
請求項2記載的光感測器，是在請求項1記載的光感測器中，在前述窗材和前述第2殼體之間配置密封構件。
請求項3記載的光感測器，是在請求項2記載的光感測器中，在前述第1殼體內配置水分吸附劑。
請求項4記載的光感測器，係藉由配置於殼體內的紫外光檢測器來檢測紫外光的光感測器，其特徵在於：前述殼體係包含：在內部配置用來檢測紫外光的紫外光檢測器且具有讓紫外光通過的貫穿孔之第1殼體、具有讓紫外光通過的貫穿孔之第2殼體；前述第1殼體和第2殼體是設置成各殼體的貫穿孔互相重疊，在前述第1殼體和前述第2殼體之間且在與各殼體的貫穿孔相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材，在前述第1殼體和前述第2殼體之間配置密封構件，在前述窗材和前述第2殼體之間配置密封構件，在前述第1殼體內配置脫氧劑。
請求項5記載的光感測器，是在請求項4記載的光感測器中，在前述第1殼體具備：在前述窗材的方向設有開口之第1流通孔和第2流通孔，前述第1流通孔和第2流通孔是和前述第1殼體內的連通孔連通，在前述連通孔內配置前述脫氧劑，且前述第1流通孔和第2流通孔的開口徑不同。
本發明的光感測器，係具備：在內部配置用來檢測紫外光的紫外光檢測器且具有讓紫外光通過的貫穿孔之第1殼體、具有讓紫外光通過的貫穿孔之第2殼體；第1殼體和第2殼體是設置成各殼體的貫穿孔互相重疊，在第1殼體和第2殼體之間且在與各殼體的貫穿孔相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材，在窗材和第1殼體之間配置密封構件，在第1殼體內配置脫氧劑；依據此構造，在配置有紫外光檢測器之密閉空間內氧氣不會存在，穿透窗材後的紫外光不會被氧氣吸收，而能以未衰減的狀態到達紫外光檢測器，因此能正確地測定紫外光。再者，在配置有紫外光檢測器的密閉空間內不會發生臭氧，因此也能防止紫外光檢測器發生劣化。
本發明的光感測器，係具備：在內部配置用來檢測紫外光的紫外光檢測器且具有讓紫外光通過的貫穿孔之第1殼體、具有讓紫外光通過的貫穿孔之第2殼體；第1殼體和第2殼體是設置成各殼體的貫穿孔互相重疊，在第1殼體和第2殼體之間且在與各殼體的貫穿孔相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材，在第1殼體和第2殼體之間配置密封構件，在窗材和第2殼體之間配置密封構件，在第1殼體內配置脫氧劑；依據此構造，在配置有紫外光檢測器之密閉空間內氧氣不會存在，穿透窗材後的紫外光不會被氧氣吸收，而能以未衰減的狀態到達紫外光檢測器，因此能正確地測定紫外光。再者，在配置有紫外光檢測器的密閉空間內不會發生臭氧，因此也能防止紫外光檢測器發生劣化。
本發明的光感測器，是在窗材和第1殼體之間配置密封構件，又在窗材和第2殼體之間配置其他的密封構件，即使第2殼體反覆進行膨脹收縮，該膨脹收縮的應力也會由配置在窗材和第2殼體間的密封構件及配置在窗材和第1殼體間的密封構件雙方所吸收，而能將由第1殼體和窗材區劃出的第1殼體內的密閉空間始終保持密閉狀能，而避免外氣進行密閉空間內，因此能始終正確地藉由紫外光檢測器來檢測紫外光。
在第1殼體具備：在窗材的方向設有開口之第1流通孔和第2流通孔，第1流通孔和第2流通孔是和第1殼體內的連通孔連通，在連通孔內配置脫氧劑，且第1流通孔和第2流通孔的開口徑不同。依據此構造，窗材被加熱時，會產生通過第1流通孔和第2流通孔和連通孔的對流，該對流會通過脫氧劑而能確實地將氧氣除去。
再者，由於在第1殼體內配置水分吸附劑，即使在光感測器的組裝過程有水分侵入密閉空間內，仍能確實地用水分吸附劑來吸附該水分，而防止水分所造成之紫外光檢測器的劣化。
以下說明本發明的光感測器。
第1圖係本發明的光感測器的截面圖。
光感測器A係具備：不會因紫外光而產生劣化之金屬製的第1殼體21和第2殼體22。
第1殼體21係具備：大徑圓盤狀的基板部211、豎設於該基板部211且在內部具有空間之筒部212(比基板部211更小徑)；在筒部212之與基板部的相反側，形成朝基板部211的中心方向延伸的前方緣部213，在比該前方緣部213更接近基板211的中心方向，形成讓紫外光通過的貫穿孔214，在筒部212的內部的底部，配置用來檢測紫外光之半導體感測器所構成的紫外光檢測器23。
第2殼體22係具備：在內部具有空間的圓筒狀的基體部221，形成於該基體部221的底部222；在底部222的中心形成讓紫外光通過的貫穿孔223。
第1殼體21之豎設的筒部212，是插入第2殼體22之基體部221的內部，且是配置成第1殼體21的貫穿孔214和第2殼體22的貫穿孔223互相重疊。
在第1殼體21和第2殼體22之間，在與各殼體21、22的貫穿孔214、223相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材3。
該窗材3是由石英玻璃製的。
在窗材3和第1殼體21的前方緣部213之間，配置作為密封構件之可彈性變形的O形環41，藉由該O形環41將窗材3和第1殼體21予以密封，藉由第1殼體21和窗材3使第1殼體21內成為密閉空間，並在該密閉空間內配置脫氧劑5。
脫氧劑5，係設置於第1殼體21的前方緣部213的內部空間側的壁面。
該脫氧劑5可分成：利用金屬的氧化作用來吸收氧氣之不可逆反應的構造，例如為鈦、鐵、錳等；以及讓氧分子進入附著於微細氣泡之可逆反應的構造，例如二氧化矽、活性碳等。
在窗材3和第2殼體22的底部222之間，配置作為密封構件之可彈性變形的O形環42，藉由該O形環42將窗材3和第2殼體22予以密封。
另外，是藉由適當的手段(未圖示)，將第1殼體21和第2殼體22擠壓，使配置在各殼體21、22和窗材3之間的O形環41、42變形而形成密合狀態。
該光感測器A，即使是在組裝過程中在藉由第1殼體21和窗材3所區劃出的第1殼體21內有氧氣的存在，利用脫氧劑5能將該氧氣迅速地除去，因此在光感測器A的密閉空間中不會有氧氣的存在。
依據該光感測器A，若從準分子燈放射出紫外光，該紫外光會通過第2殼體22的貫穿孔223再穿透窗材3，接著通過第1殼體21的貫穿孔214而照射由第1殼體21和窗材3所區劃出的第1殼體21內的密閉空間，然後到達紫外光檢測器23而進行紫外光的檢測。
這時，在由第1殼體21和窗材3所區劃出的第1殼體21內的密閉空間，可利用脫氧劑5來確實地將氧氣除去，因此穿透窗材3後的紫外光不會被氧氣吸收，而以未衰減的狀態到達紫外光檢測器23，故能正確地測定紫外光。再者，在密閉空間內不會發生臭氧，故能防止紫外光檢測器23的劣化，而能正確地測定紫外光。
再者，第2殼體22，是位於紫外光照射的方向上，容易接收紫外線照射裝置內的準分子燈的熱量，會將第2殼體22加熱而產生膨脹，又在熄燈後第2殼體22的溫度下降而產生收縮，且會反覆進行膨脹收縮，但該膨脹收縮的應力能由配置於第2殼體22和窗材3間的O形環42來吸收，又由於在窗材3和第1殼體21之間配置有O形環41，即使第2殼體22的膨脹收縮應力透過O形環42而傳遞到窗材3，所傳遞的應力仍會由O形環41的吸收，因此能使由第1殼體21和窗材3所區劃出的第1殼體21內的密閉空間始終保持密閉狀態，而防止外氣進行密閉空間內，因此可始終正確地藉由紫外光檢測器23進行紫外光的檢測。
再者，窗材3是透過O形環41、42而被挾持在第1殼體21和第2殼體22之間，即使窗材3受到進行被處理物的處理時產生的污染物質之污染，很簡單地就能單獨更換窗材3，而能始終正確地測定紫外光。
在第1圖，雖是在窗材3和第2殼體22之間配置O形環42，但移除該O形環42，而用第2殼體22的底部222，直接將窗材3朝第1殼體21的筒部212的方向推壓亦可。
在此構造也是，能使由第1殼體21和窗材3所區劃出的第1殼體21內成為密閉空間，並利用配置於密閉空間內的脫氧劑5來確實地將氧氣除去，因此穿透窗材3後的紫外光不會被氧氣吸收，而以未衰減的狀態到達紫外光檢測器23，故能正確地測定紫外光。再者，在密閉空間內不會發生臭氧，故能防止紫外光檢測器23的劣化，而能正確地測定紫外光。
另外，藉由第1殼體21和窗材3使第1殼體21內成為密閉空間，而在該密閉空間配置水分吸附劑6亦可。
水分吸附劑6是設置於第1殼體21的前方緣部213的內部空間側的壁面。
作為該水分吸附劑6是包括：氯化鈣、生石灰、天然沸石、矽膠A型、矽膠B型、矽膠藍等。
如此般，藉由在密閉空間內配置水分吸附劑6，即使是在光感測器的組裝過程中有水分侵入密閉空間內，仍可確實地將該水分利用水分吸附劑6予以吸附，而防止水分所造成之紫外光檢測器23的劣化。
第2圖係顯示光感測器的其他實施例。光感測器B，是在窗材3和第2殼體22的底部222之間，配置作為密封構件之金屬墊45，藉由該金屬墊45將窗材3和第2殼體22予以密封。
在第1殼體21的前方緣部213形成凹部，在該凹部配置O形環41，藉由O形環41將窗材3和第1殼體21予以密封。
在第1殼體21的基板部211形成凹部，在該凹部配置O形環43，藉由該O形環43將第1殼體21和第2殼體22予以密封。
藉由在第1殼體21的筒部212和第2殼體22的基體部221之間形成充裕的空間，即使第2殼體22被加熱成高溫，其熱量很難傳導至第1殼體21，而能抑制設置於第1殼體21之紫外光檢測器23的溫度上昇，因此可防止紫外光檢測器23之熱劣化。
作為更確實地防止紫外光檢測器23發生熱劣化的手段，可在第1殼體21的基板部211的上方設置冷卻手段。
具體而言，為了進行空氣冷卻而在基板部211設置散熱片，或是讓冷卻塊(冷卻水循環於其內部)接觸基板部211，或是將帕耳帕(peltier)元件安裝於基板部211。
又在第2圖也是，將窗材3和第2殼體22間的作為密封構件的金屬墊45移除，而用第2殼體22的底部222，直接將窗材3朝第1殼體21的筒部212的方向推壓亦可。
在此構造也是，能使由第1殼體21和窗材3所區劃出的第1殼體21內成為密閉空間，並利用配置於密閉空間內的脫氧劑5來確實地將氧氣除去，因此穿透窗材3後的紫外光不會被氧氣吸收，而以未衰減的狀態到達紫外光檢測器23，故能正確地測定紫外光。再者，在密閉空間內不會發生臭氧，故能防止紫外光檢測器23的劣化，而能正確地測定紫外光。
第3圖係顯示光感測器的其他實施例。光感測器C，是在第2殼體22的基體部221的前方側形成段差部224，在該段差部224和第1殼體21的筒部212的前面之間，配置作為密封構件的環狀的金屬墊44，又在窗材3和第2殼體22的底部222之間也是，配置作為密封構件的環狀的金屬墊45。
另外，在第1殼體21的筒部212的上部外周刻設公螺紋，在第2殼體22的基體部221的上部內周刻設母螺紋，將筒部212旋轉插入基體部221的內部，藉此使筒部212和基體部221螺合，藉由使筒部212朝基體部221的前方前進，使配置於各殼體21、22和窗材3之間的金屬墊44、45變形，而使各構件成為密合狀態。
另外，在窗材3和第1殼體21的筒部212的內部空間之間所形成的空間配置彈簧構件7，彈簧構件7的一端側是抵接於窗材3，在其另一端側安裝紫外光檢測器23。
再者，在第1殼體21具備：朝窗材3方向設有開口之第1流通孔215和第2流通孔216，第1流通孔215和第2流通孔216是和第1殼體21內的連通孔217連通，在該連通孔217內配置脫氧劑5。
此外，第1流通孔215和第2流通孔216的開口徑不同，第1流通孔215的開口徑為5mm，第2流通孔216的開口徑為3mm。
在該光感測器C，由於窗材3受到紫外光的照射而成為高溫狀態，在第1殼體21內之窗材3附近的空間溫度變高。
於是，以與該空間連通的方式形成第1流通孔215和第2流通孔216，而在此空間產生對流。又使第1流通孔215的開口徑比第2流通孔216的開口徑更大，因此對流是從第1流通孔215內流入，經過連通孔217而從第2流通孔216排出。
再者，由於在讓對流流過的連通孔217配置脫氧劑5，故可確實地除去氧氣。
結果，在配置有紫外光檢測器23之密閉空間內氧氣不會存在，穿透窗材後的紫外光不會被氧氣吸收，而能以未衰減的狀態到達紫外光檢測器，因此能正確地測定紫外光。再者，在配置有紫外光檢測器的密閉空間內不會發生臭氧，因此也能防止紫外光檢測器發生劣化。
另外，在脫氧劑5無法將氧氣完全除去的情況，雖可能會產生極微量的臭氧，但在由第1流通孔215和流通孔217和第2流通孔216構成的流通路內，只要在對流流過之比脫氧劑5更上游側配置活性碳等的臭氧分解觸媒，即可確實地除去臭氧。
A、B、C、15‧‧‧光感測器
1‧‧‧準分子燈
3‧‧‧窗材
5‧‧‧脫氧劑
6‧‧‧水分吸附劑
7‧‧‧彈簧構件
10‧‧‧紫外線照射裝置
11‧‧‧光取出窗
12‧‧‧本體外殼
12a‧‧‧氣體導入口
12b‧‧‧氣體排出口
13‧‧‧金屬塊體
16‧‧‧水冷管路
21‧‧‧第1殼體
22‧‧‧第2殼體
23、151‧‧‧紫外光檢測器
41、42、43‧‧‧O形環
44、45‧‧‧金屬墊
152‧‧‧金屬基板
153‧‧‧金屬帽蓋
154‧‧‧窗材
211‧‧‧基板部
212‧‧‧筒部
213‧‧‧前方緣部
214‧‧‧貫穿孔
215‧‧‧第1流通孔
216‧‧‧第2流通孔
217‧‧‧連通孔
221‧‧‧基體部
222‧‧‧底部
223‧‧‧貫穿孔
224‧‧‧段差部
第1圖係本發明的光感測器的說明圖。
第2圖係本發明的其他實施例的光感測器的說明圖。
第3圖係本發明的其他實施例的光感測器的說明圖。
第4圖係紫外線照射裝置的說明圖。
第5圖係習知的光感測器的說明圖。
A．．．光感測器
3．．．窗材
5．．．脫氧劑
6．．．水分吸附劑
21．．．第1殼體
22．．．第2殼體
23．．．紫外光檢測器
41．．．O形環
42．．．O形環
211．．．基板部
212．．．筒部
213．．．前方緣部
214．．．貫穿孔
221．．．基體部
222．．．底部
223．．．貫穿孔

Claims (5)

  1. 一種光感測器，係藉由配置於殼體內的紫外光檢測器來檢測紫外光的光感測器，其特徵在於：前述殼體係包含：在內部配置用來檢測紫外光的紫外光檢測器且具有讓紫外光通過的貫穿孔之第1殼體、具有讓紫外光通過的貫穿孔之第2殼體；前述第1殼體和第2殼體是設置成各殼體的貫穿孔互相重疊，在前述第1殼體和前述第2殼體之間且在與各殼體的貫穿孔相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材，在前述窗材和前述第1殼體之間配置密封構件，在前述第1殼體內配置脫氧劑。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的光感測器，其中，在前述窗材和前述第2殼體之間配置密封構件。
  3. 如申請專利範圍第1或2項記載的光感測器，其中，在前述第1殼體內配置水分吸附劑。
  4. 一種光感測器，係藉由配置於殼體內的紫外光檢測器來檢測紫外光的光感測器，其特徵在於：前述殼體係包含：在內部配置用來檢測紫外光的紫外光檢測器且具有讓紫外光通過的貫穿孔之第1殼體、具有讓紫外光通過的貫穿孔之第2殼體；前述第1殼體和第2殼體是設置成各殼體的貫穿孔互相重疊，在前述第1殼體和前述第2殼體之間且在與各殼體的貫穿孔相對向的位置配置讓紫外光穿透的窗材，在前述第1殼體和前述第2殼體之間配置密封構件，在前述窗材和前述第2殼體之間配置密封構件，在前述第1殼體內配置脫氧劑。
  5. 如申請專利範圍第4項記載的光感測器，其中，在前述第1殼體具備：在前述窗材的方向設有開口之第1流通孔和第2流通孔，前述第1流通孔和第2流通孔是和前述第1殼體內的連通孔連通，在前述連通孔內配置前述脫氧劑，且前述第1流通孔和第2流通孔的開口徑不同。
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