JPH0915142A - 青果物の内部品質測定に用いる擬似果実体及びそれを用いた測定装置の校正方法 - Google Patents
青果物の内部品質測定に用いる擬似果実体及びそれを用いた測定装置の校正方法Info
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- JPH0915142A JPH0915142A JP16092595A JP16092595A JPH0915142A JP H0915142 A JPH0915142 A JP H0915142A JP 16092595 A JP16092595 A JP 16092595A JP 16092595 A JP16092595 A JP 16092595A JP H0915142 A JPH0915142 A JP H0915142A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
- G01N21/278—Constitution of standards
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 近赤外線を測定対象に投射し、反射光を分光
分析して内部性状を解析する装置において、実際の測定
対象を用いた煩雑な校正作業を省力化する。 【構成】 円筒又は球状に構成した半透明材料の内部に
所定濃度の目的物質を含有した水溶液を封入し、実測定
対象物と同等の光学特性に調整する。異なる成分特性を
有する上記擬似対象物を複数用意して連続測定すること
により、測定装置の校正を迅速に行うことができる。
分析して内部性状を解析する装置において、実際の測定
対象を用いた煩雑な校正作業を省力化する。 【構成】 円筒又は球状に構成した半透明材料の内部に
所定濃度の目的物質を含有した水溶液を封入し、実測定
対象物と同等の光学特性に調整する。異なる成分特性を
有する上記擬似対象物を複数用意して連続測定すること
により、測定装置の校正を迅速に行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は青果物等の内部品質
を非破壊で測定する装置の校正方法に関する。
を非破壊で測定する装置の校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】青果物等の内部性状を非破壊で定量的に
把握するために、被験体に近赤外光を投射し、その反射
光や透過光を分光分析し、その周波数分布から糖等の含
有成分量を測定することが行われている。このような内
部成分の分析を精度良く行うためには、分析値の算出に
使用する正確な検量線（キャリブレーション式）を適切
に設定することが重要であるから、従来から、精度の高
いキャリブレーション式を得るための様々な手法が提案
されている。例えば岩本等著「近赤外分光法入門」（幸
書房）第５４−９３頁にはキャリブレーション式の精度
を高めるための種々のデータ処理方法、解析方法が記載
されている。
把握するために、被験体に近赤外光を投射し、その反射
光や透過光を分光分析し、その周波数分布から糖等の含
有成分量を測定することが行われている。このような内
部成分の分析を精度良く行うためには、分析値の算出に
使用する正確な検量線（キャリブレーション式）を適切
に設定することが重要であるから、従来から、精度の高
いキャリブレーション式を得るための様々な手法が提案
されている。例えば岩本等著「近赤外分光法入門」（幸
書房）第５４−９３頁にはキャリブレーション式の精度
を高めるための種々のデータ処理方法、解析方法が記載
されている。
【０００３】ところで、上述のごとき手法で正しいキャ
リブレーション式を得られたとしても装置の経時変化
等、主としてハードウエア上の理由からこの式は定期的
に見直しを行わなければならない。このような、ハード
ウエア上の問題には主として以下の様なものがある： 測定装置内の分光部の波長のズレ 光源部の色温度の経時変化 受光素子の劣化等に伴う経時変化 電気増幅部等の経時変化
リブレーション式を得られたとしても装置の経時変化
等、主としてハードウエア上の理由からこの式は定期的
に見直しを行わなければならない。このような、ハード
ウエア上の問題には主として以下の様なものがある： 測定装置内の分光部の波長のズレ 光源部の色温度の経時変化 受光素子の劣化等に伴う経時変化 電気増幅部等の経時変化
【０００４】上記に関しては測定装置内に波長標準体
を設置する機種も開発されている（例えば第１０回非破
壊計測シンポジウム講演要旨集「近赤外分析を成功させ
るための条件」）。また、−の対策として、反射あ
るいは透過標準体（レファレンス）による校正が一般的
に行われている。例えば装置内にレファレンスを内蔵し
たものとして特開平５−１４２０３６、特開平６−２５
８２２５、特開平４−１１５１４２、特開平４−１１６
５０３、特開平１−２８４７５８等がある。
を設置する機種も開発されている（例えば第１０回非破
壊計測シンポジウム講演要旨集「近赤外分析を成功させ
るための条件」）。また、−の対策として、反射あ
るいは透過標準体（レファレンス）による校正が一般的
に行われている。例えば装置内にレファレンスを内蔵し
たものとして特開平５−１４２０３６、特開平６−２５
８２２５、特開平４−１１５１４２、特開平４−１１６
５０３、特開平１−２８４７５８等がある。
【０００５】これらの従来技術はいずれも無機物のレフ
ァレンスを用いて測定装置の光学的、電気的な校正を行
い、装置の経時変化等の影響を除去しようとするもので
ある。しかしながら、上記のごとく、装置の校正を行
い、正しいキャリブレーション式を使用したとしても、
被験体の内部性分分析を行うに当たり取り扱う原信号
（例えば吸光スペクトル）は極めて微弱であり、長期に
わたる正確な測定を期待することは困難である。従っ
て、成分測定を行った商品の品質を保証する上でも定期
的に実サンプルを用いた検定を行うことは不可避であ
る。しかしながら、実サンプル（特に青果物）を使用し
た校正には以下のような問題がある。 サンプルの確保が困難である（入手時期が限られる
上、複数のばらついた成分値のサンプルが同時に必
要）。 サンプルの成分値を手作業により実測する煩わしさ。 サンプルの手分析におけるエラーの可能性（分析誤
差、サンプル中の成分の不均一から生じる誤差）。 サンプルの手分析の結果から校正値を決定するため、
校正に時間がかかる。
ァレンスを用いて測定装置の光学的、電気的な校正を行
い、装置の経時変化等の影響を除去しようとするもので
ある。しかしながら、上記のごとく、装置の校正を行
い、正しいキャリブレーション式を使用したとしても、
被験体の内部性分分析を行うに当たり取り扱う原信号
（例えば吸光スペクトル）は極めて微弱であり、長期に
わたる正確な測定を期待することは困難である。従っ
て、成分測定を行った商品の品質を保証する上でも定期
的に実サンプルを用いた検定を行うことは不可避であ
る。しかしながら、実サンプル（特に青果物）を使用し
た校正には以下のような問題がある。 サンプルの確保が困難である（入手時期が限られる
上、複数のばらついた成分値のサンプルが同時に必
要）。 サンプルの成分値を手作業により実測する煩わしさ。 サンプルの手分析におけるエラーの可能性（分析誤
差、サンプル中の成分の不均一から生じる誤差）。 サンプルの手分析の結果から校正値を決定するため、
校正に時間がかかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑みてなされたものであり、青果物等の内部成分を
分光分析により非破壊で測定する装置の校正を実サンプ
ルで行うことなく、簡便な方法で迅速かつ再現性良く行
うことを目的とする。
点に鑑みてなされたものであり、青果物等の内部成分を
分光分析により非破壊で測定する装置の校正を実サンプ
ルで行うことなく、簡便な方法で迅速かつ再現性良く行
うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記本願の目的は、被験
体である青果物と光学的に類似した特性を持ち、あらか
じめ所定の目的物質の成分濃度に相当する分光測定値を
発生させる校正用の標準擬似サンプルを２つ以上用いて
装置の校正を行うことによって達成される。
体である青果物と光学的に類似した特性を持ち、あらか
じめ所定の目的物質の成分濃度に相当する分光測定値を
発生させる校正用の標準擬似サンプルを２つ以上用いて
装置の校正を行うことによって達成される。
【０００８】
【実施例】図１は実果実の構造と本願発明にかかる２種
類の模擬果実の内部構造を比較した模式図である。
類の模擬果実の内部構造を比較した模式図である。
【０００９】（Ａ）は実際の果実の構造を示し、表皮の
下の果肉はセルロース等の網目構造に水、糖、有機質等
の水溶液が浸透した構造をしている。（Ｂ）は本願発明
にかかる模擬果実の第１の実施例であり、実果実の内部
構造に近似した光学特性を実現することを目的としたも
のである。ガラス、ポリエチレン等の透明材料によって
作成された容器内部には牛乳、ペンキ、セルロース等を
混合してコロイド状とした水溶液を満たし、実果実と同
等の濃度のしょ糖を添加して、実果実と同等の反射スペ
クトルを発生するように構成する。このように、本実施
例は実果実と光学特性が近似していることから、精度の
高い校正が期待できるが、適切な分散質を作成すること
が難しく、経時変化による劣化や沈澱等が発生しやすい
面がある。（Ｃ）はガラス、ポリエチレン等の透明材料
を二重管構造とした実施例であり、内側管上に反射材を
設け、実果実と同等の濃度のしょ糖水溶液を透過して該
反射材によって反射された光を受光するタイプの実施例
である。水溶液は目的物質のみを含んでいるため反射ス
ペクトルの構成は実果実とは相違するが、水溶液の経時
変化や劣化の恐れは少ない。
下の果肉はセルロース等の網目構造に水、糖、有機質等
の水溶液が浸透した構造をしている。（Ｂ）は本願発明
にかかる模擬果実の第１の実施例であり、実果実の内部
構造に近似した光学特性を実現することを目的としたも
のである。ガラス、ポリエチレン等の透明材料によって
作成された容器内部には牛乳、ペンキ、セルロース等を
混合してコロイド状とした水溶液を満たし、実果実と同
等の濃度のしょ糖を添加して、実果実と同等の反射スペ
クトルを発生するように構成する。このように、本実施
例は実果実と光学特性が近似していることから、精度の
高い校正が期待できるが、適切な分散質を作成すること
が難しく、経時変化による劣化や沈澱等が発生しやすい
面がある。（Ｃ）はガラス、ポリエチレン等の透明材料
を二重管構造とした実施例であり、内側管上に反射材を
設け、実果実と同等の濃度のしょ糖水溶液を透過して該
反射材によって反射された光を受光するタイプの実施例
である。水溶液は目的物質のみを含んでいるため反射ス
ペクトルの構成は実果実とは相違するが、水溶液の経時
変化や劣化の恐れは少ない。
【００１０】本測定装置における果実糖度キャリブレー
ション式は次の通りである。 Ｃ＿ＢＸ＝Ａｆ１・Ｆ（λ１、λ２、・・・λｎ）＋Ｂｆ１ ・・・式１ ここで、 Ｃ＿ＢＸ ：測定糖度 Ｆ（λ１、λ２、・・・λｎ）：複数の波長における測
定サンプルの吸光データで形成される糖度算出関数 Ａｆ１、Ｂｆ１ ：定数（キャリブレーション係数） 通常行われている実果実を用いた検定では、手作業で行
う実分析値と式１によって算出された測定値との相関図
によってキャリブレーション式を評価するのに対し、本
発明では既知の、糖度の異なる擬似果実体を２つ以上測
定すれば、迅速かつ正確に校正を行うことができる（図
２）。本発明にかかる擬似果実による校正の利点の一つ
は異なった測定対象物に対しても適切なサンプルを簡単
に準備できるという点にある。即ち、式１におけるキャ
リブレーション係数（Ａｆ１，Ｂｆ１）は全ての対象物
に対して適用できるわけではなく、例えば多水分系（ト
マト）とそうでないもの（桃）では当然異なる係数が必
要となる。検定に際して、式１のキャリブレーション係
数の内、Ａｆ１（傾斜値）がより重要であり、擬似果実
と実果実のＡｆ１が一致すれば、校正は容易になる。図
１（Ｂ）の実施例においては水溶液中に添加する分散質
の量を変えることによって測定対象物である青果物と同
一のＡＦ１（傾斜値）を持つ擬似果実対を作成すること
ができ（図３参照）、一方、図１（Ｃ）の場合には二重
管の間隙及び反射材の材質を変えることによって所定の
傾斜値を持つ擬似果実を作成することができる（図４参
照）。
ション式は次の通りである。 Ｃ＿ＢＸ＝Ａｆ１・Ｆ（λ１、λ２、・・・λｎ）＋Ｂｆ１ ・・・式１ ここで、 Ｃ＿ＢＸ ：測定糖度 Ｆ（λ１、λ２、・・・λｎ）：複数の波長における測
定サンプルの吸光データで形成される糖度算出関数 Ａｆ１、Ｂｆ１ ：定数（キャリブレーション係数） 通常行われている実果実を用いた検定では、手作業で行
う実分析値と式１によって算出された測定値との相関図
によってキャリブレーション式を評価するのに対し、本
発明では既知の、糖度の異なる擬似果実体を２つ以上測
定すれば、迅速かつ正確に校正を行うことができる（図
２）。本発明にかかる擬似果実による校正の利点の一つ
は異なった測定対象物に対しても適切なサンプルを簡単
に準備できるという点にある。即ち、式１におけるキャ
リブレーション係数（Ａｆ１，Ｂｆ１）は全ての対象物
に対して適用できるわけではなく、例えば多水分系（ト
マト）とそうでないもの（桃）では当然異なる係数が必
要となる。検定に際して、式１のキャリブレーション係
数の内、Ａｆ１（傾斜値）がより重要であり、擬似果実
と実果実のＡｆ１が一致すれば、校正は容易になる。図
１（Ｂ）の実施例においては水溶液中に添加する分散質
の量を変えることによって測定対象物である青果物と同
一のＡＦ１（傾斜値）を持つ擬似果実対を作成すること
ができ（図３参照）、一方、図１（Ｃ）の場合には二重
管の間隙及び反射材の材質を変えることによって所定の
傾斜値を持つ擬似果実を作成することができる（図４参
照）。
【００１１】対象青果物のキャリブレーション係数Ａｆ
１と同一になるように設計したガラス２重管型擬似果実
（図１（Ｃ）のタイプ）を４セット作成し、それぞれに
しょ糖濃度１０．６％、１３．５％、１６．８％、１
９．８％の水溶液を封入して検定実験を行った。図５に
実験結果を示す。直線的で極めて再現性の高い測定結果
が得られたことがわかる。本サンプルを用意しておけ
ば、次回の検定時において、測定値に乖離がなければ、
実果実のサンプルを用意することなく、キャリブレーシ
ョン式の修正の必要のないことがわかる。
１と同一になるように設計したガラス２重管型擬似果実
（図１（Ｃ）のタイプ）を４セット作成し、それぞれに
しょ糖濃度１０．６％、１３．５％、１６．８％、１
９．８％の水溶液を封入して検定実験を行った。図５に
実験結果を示す。直線的で極めて再現性の高い測定結果
が得られたことがわかる。本サンプルを用意しておけ
ば、次回の検定時において、測定値に乖離がなければ、
実果実のサンプルを用意することなく、キャリブレーシ
ョン式の修正の必要のないことがわかる。
【００１２】次に、本発明にかかる擬似果実を用いた測
定装置について説明する。図６は上記の４種類の擬似果
実を搬送コンベアに載せて自動キャリブレーションを行
った場合の説明図である。測定装置に検定モードを設
け、４つの擬似果実をコンベア上に定められた順番に載
置するだけで、キャリブレーションの校正を自動的に行
うことができる。
定装置について説明する。図６は上記の４種類の擬似果
実を搬送コンベアに載せて自動キャリブレーションを行
った場合の説明図である。測定装置に検定モードを設
け、４つの擬似果実をコンベア上に定められた順番に載
置するだけで、キャリブレーションの校正を自動的に行
うことができる。
【００１３】更に、これらの擬似果実体を測定装置内部
に内蔵すれば、擬似果実をコンベア上にセットする必要
もなく、完全自動のキャリブレーション作業を実現する
ことができる。図７はこのような擬似果実体を内部に備
えた測定装置の構成図である。光源１から射出した測定
光は登校用ファイバ８を経てファイバ切り替え器２に入
る。ファイバ切り替え器２は、入射光を、青果物測定時
には光路１０に、キャリブレーションモード時には光路
１１側に切り替える。青果物測定モードの場合、光路１
０から投射された測定光は青果物に反射されて受光用フ
ァイバ１２に入り、キャリブレーションモード時にはス
テッピングモータ６によって回転制御された複数の板状
擬似果実体７を経て切り替え器２に入光する。分光器３
は上記のごとく入力された光束を分光分析し、信号増幅
器４に送り電気信号に変換する。処理装置５は以上のご
とくして得られた分光分析情報を解析し、青果物の測定
情報及びキャリブレーション情報を解析する。
に内蔵すれば、擬似果実をコンベア上にセットする必要
もなく、完全自動のキャリブレーション作業を実現する
ことができる。図７はこのような擬似果実体を内部に備
えた測定装置の構成図である。光源１から射出した測定
光は登校用ファイバ８を経てファイバ切り替え器２に入
る。ファイバ切り替え器２は、入射光を、青果物測定時
には光路１０に、キャリブレーションモード時には光路
１１側に切り替える。青果物測定モードの場合、光路１
０から投射された測定光は青果物に反射されて受光用フ
ァイバ１２に入り、キャリブレーションモード時にはス
テッピングモータ６によって回転制御された複数の板状
擬似果実体７を経て切り替え器２に入光する。分光器３
は上記のごとく入力された光束を分光分析し、信号増幅
器４に送り電気信号に変換する。処理装置５は以上のご
とくして得られた分光分析情報を解析し、青果物の測定
情報及びキャリブレーション情報を解析する。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたごとく、本願発明にかかる擬
似対象物は実対象物の有する反射光特性に近似した特性
を備えるように設定されているため、実対象物を用いた
煩雑な校正操作をする必要なく測定装置のキャリブレー
ションを迅速に、再現性良く行うことができる。
似対象物は実対象物の有する反射光特性に近似した特性
を備えるように設定されているため、実対象物を用いた
煩雑な校正操作をする必要なく測定装置のキャリブレー
ションを迅速に、再現性良く行うことができる。
【図１】実果実と本願発明にかかる擬似果実の校正を比
較した模式図である。
較した模式図である。
【図２】実果実と擬似果実による校正結果の比較を示す
図である。
図である。
【図３】擬似果実中のセルロース量の変化に伴う測定糖
度の変化を示す図である。
度の変化を示す図である。
【図４】二重管の間隔を変化させた場合の測定値の相違
を表す図である。
を表す図である。
【図５】擬似果実を用いた校正実験の結果を示す図であ
る。
る。
【図６】４種類の擬似果実を用いた測定装置の校正方法
を示す図である。
を示す図である。
【図７】擬似対象物を装置内に内蔵した測定器の説明図
である。
である。
Claims (6)
- 【請求項１】 円筒又は球状をなし、透明あるいは半透
明材料による外筒と、所定の光反射率を備えた内筒から
なる二重管構造からなり、該二重管構造の間隙に、被験
体中に含まれる目的物資を所定濃度含有した水溶液を充
填してなることを特徴とする被験体内部性状測定器校正
用擬似対象物。 - 【請求項２】 透明あるいは半透明材料を円筒又は球状
に形成し、その内部に、被験体中に含まれる目的物資を
所定濃度含有した水溶液に所定の分散質を添加してコロ
イド状とした物質を充填したことを特徴とする被験体内
部性状測定器校正用擬似対象物。 - 【請求項３】 異なる所定の目的物質濃度に設定した請
求項１又は２に記載の擬似対象物を複数個用意し、測定
光を前記擬似対象物に順次照射し、測定器によって反射
光を連続測定し、測定結果をあらかじめ定められた評価
式と比較することにより該測定器の校正を行うことを特
徴とする校正方法。 - 【請求項４】 前記測定器は前記複数個の擬似対象物を
装置内にあらかじめ備えていることを特徴とする校正方
法。 - 【請求項５】 前記光反射率と二重管の間隔を適宜変更
することにより測定対象物に合わせた反射光特性に設定
可能であることを特徴とする請求項１に記載の擬似対象
物。 - 【請求項６】 前記分散質濃度を適宜変更することによ
り測定対象物に合わせた反射光特性に設定可能であるこ
とを特徴とする請求項２に記載の擬似対象物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16092595A JP3352848B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 被験体内部性状測定装置校正用擬似対象物及び被験体内部性状測定装置の校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16092595A JP3352848B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 被験体内部性状測定装置校正用擬似対象物及び被験体内部性状測定装置の校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915142A true JPH0915142A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3352848B2 JP3352848B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=15725247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16092595A Expired - Fee Related JP3352848B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 被験体内部性状測定装置校正用擬似対象物及び被験体内部性状測定装置の校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352848B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0957353A2 (en) * | 1998-05-15 | 1999-11-17 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Apparatus for measuring the internal quality of an object |
| EP0959353A2 (en) * | 1998-05-18 | 1999-11-24 | Sumitomo Metal Mining Company Limited | Calibrator for non-destructive transmission optical measuring apparatus |
| WO2000079247A1 (fr) * | 1999-06-21 | 2000-12-28 | Kabushikikaisha Kajitsuhihakaihinshitsukenkyujo | Dispositif d'inspection de la qualite en ligne par plusieurs lampes laterales |
| US6504154B2 (en) | 2000-04-24 | 2003-01-07 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Non-destructive sugar content measuring apparatus |
| WO2005057185A1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-23 | Foss Analytical Ab | Optical reference standard |
| JP2007232741A (ja) * | 1998-05-15 | 2007-09-13 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 対象物内部品質測定の補正方法 |
| WO2019021511A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 株式会社日阪製作所 | 加熱処理評価用の模擬検体および模擬検体を用いた加熱処理評価方法 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16092595A patent/JP3352848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007232741A (ja) * | 1998-05-15 | 2007-09-13 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 対象物内部品質測定の補正方法 |
| KR100838138B1 (ko) * | 1998-05-15 | 2008-06-13 | 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 | 물체의 내부품질을 측정하는 측정장치 |
| EP0957353A3 (en) * | 1998-05-15 | 2000-02-23 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Apparatus for measuring the internal quality of an object |
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| US6094265A (en) * | 1998-05-18 | 2000-07-25 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Calibrator for non-destructive transmission optical measuring apparatus |
| EP0959353A3 (en) * | 1998-05-18 | 2001-11-28 | Sumitomo Metal Mining Company Limited | Calibrator for non-destructive transmission optical measuring apparatus |
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