CN111624524A - 一种插拔测试方法和插拔测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种插拔测试方法和插拔测试装置,为了保证通电检测的安全性,只有当插头和插座插合到位之后才向插头和插座通电,因此,整个***状态维持过程为带电过程,然后在插头和插座拔出动作开始之前需要检测插头和插座中通过的电流,只有电流为0才控制插头和插座进行拔出动作,因此,通过该插拔测试方法使得只有***状态维持过程为带电过程,整个插拔动作过程均为不带电操作,避免了带电插拔带来的安全隐患,有利于插拔测试的安全进行,还提升了充电插座和插头的使用寿命,同时也与充电插座和插头的真实使用过程相符,更加使插拔测试过程符合真实情况,得到的测试结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种插拔测试方法和插拔测试装置。
背景技术
在新能源电动汽车上,通常采用充电枪的充电方式进行充电,车辆的电池容量有限,需要定期对车载电池进行充电,充电操作频繁,因此需要对充电枪(也称“插头”)和插座的耐久性和可靠性进行测试。
现有的充电插座和插头的插拔测试均是常规的插拔测试,分为插拔动作过程和***状态维持过程,插拔动作过程分为***动作过程和拔出动作过程。一个插拔动作过程为:先进行***动作过程,然后是***状态维持过程,最后是拔出动作过程。但是,常规的插拔测试无法反映充电插座和插头的真实运行状态。为了解决上述问题,可以采用带电插拔的测试方式。虽然带电插拔的测试方式能够反映充电插座和插头的真实运行状态,使插拔测试过程更加符合真实情况,得到的测试结果更加准确,但是,在带电插拔测试过程中通电电流较大,如果整个插拔动作过程和***状态维持过程均为带电操作,会存在安全隐患,不利于插拔测试的安全进行,也可能会对充电插座和插头的使用寿命造成影响,同时与充电插座和插头的真实使用过程不相符。
发明内容
本发明的目的是提供一种插拔测试方法和插拔测试装置,用以解决如果整个插拔动作过程和***状态维持过程均为带电操作会存在安全隐患,不利于插拔测试安全进行的问题。
为实现上述目的,本发明的方案包括:
一种插拔测试方法,包括以下步骤:
(1)在插头和插座***动作过程中检测插座和插头是否插合到位,如果插合到位则延时第一设定时间后向插头和插座通电;
(2)在插头和插座拔出动作开始之前检测插头和插座中通过的电流,如果电流为0则延时第二设定时间后控制插头和插座进行拔出动作。
为了保证通电检测的安全性,只有当插头和插座插合到位之后才向插头和插座通电,因此,整个***状态维持过程为带电过程,然后在插头和插座拔出动作开始之前需要检测插头和插座中通过的电流,只有供电结束电流为0才控制插头和插座进行拔出动作,因此,通过该插拔测试方法使得只有***状态维持过程为带电过程,整个插拔动作过程均为不带电操作,避免了带电插拔带来的安全隐患,有利于插拔测试的安全进行,还提升了充电插座和插头抢的使用寿命,同时也与充电插座和插头的真实使用过程相符,更加使插拔测试过程符合真实情况,得到的测试结果更加准确。
进一步地,为了提升插头和插座是否插合到位的检测精度,通过位移传感器检测插座和插头的相对位移判定插头和插座是否插合到位。
进一步地,为了提升测试的全面性,在***状态维持过程中检测插头和插座之间的接触电阻,根据接触电阻的大小判定插头和插座是否接触良好。
进一步地,为了提升测试的全面性,记录每次***状态维持过程中插头和插座之间的接触电阻以及插头和插座是否接触良好的判定结果,并统计设定时间段内的插头和插座接触不良的次数以及总的插拔次数,计算得到所述设定时间段内的接触不良的次数百分比,以获得插座和插头的性能。
一种实施上述插拔测试方法的插拔测试装置,包括底座,底座上相对设有插座安装座和插头安装座,插座安装座和插头安装座的至少一个在插拔驱动装置的带动下朝向和背向另一个移动,插座安装座和插头安装座均通过其上设置的安装结构对应安装插头和插座;所述插拔测试装置还包括控制装置,所述控制装置包括用于检测插座和插头是否插合到位的状态检测模块、用于向插头和插座通电流的供电模块、用于检测插头和插座中通过的电流的电流检测模块以及用于控制插拔驱动装置往复动作实现多次插拔的控制模块,所述控制模块的采样信号输入端连接所述状态检测模块和电流检测模块,所述控制模块的控制信号输出端连接所述供电模块和插拔驱动装置。
为了保证通电检测的安全性,只有当插头和插座插合到位之后才向插头和插座通电,因此,整个***状态维持过程为带电过程,然后在插头和插座拔出动作开始之前需要检测插头和插座中通过的电流,只有供电结束电流为0才控制插头和插座进行拔出动作,因此,通过该插拔测试方法使得只有***状态维持过程为带电过程,整个插拔动作过程均为不带电操作,避免了带电插拔带来的安全隐患,有利于插拔测试的安全进行,还提升了充电插座和插头抢的使用寿命,同时也与充电插座和插头的真实使用过程相符,更加使插拔测试过程符合真实情况,得到的测试结果更加准确。
进一步地,其中一个安装结构为浮动安装结构,浮动安装结构包括与对应的安装座固定连接的固定架,固定架包括端部架以及从端部架向一侧沿插接方向延伸的悬伸部,悬伸部绕沿插接方向延伸的中线环绕而形成中部空间,中部空间内有用于固定安装对应的插头或插座的固定块,固定块与端部架之间通过球铰结构铰接,固定块与悬伸部之间设有弹性支撑结构。
使用时,将测试的插头和插座分别固定在插头安装座和插座安装座上,插头安装座或插座安装座上的安装结构为浮动安装结构,启动控制装置,控制装置控制插拔驱动装置进行沿插拔方向的往复动作,在***过程中,通过球铰结构对固定块进行刚性支撑,球铰结构对固定块提供能克服插头与插座插接时二者摩擦力的支撑,并在拔出时使固定块受到插拔方向的限制确保插头顺利拔出,球铰连接可使固定块进行任意方向的移动,弹性支撑结构对固定块产生弹性作用力使固定块在非插接时自动恢复至原始位置,确保每次插接位置一致,插接时插头和插座的位置可能存在一定的位置偏差,通过浮动安装结构确保插头和插座未完全对正时,也可以通过插头或插座上的引导结构实现适应性修正位置,与人工插接插头时插头和插座不完全正对的情况一致,更好的模拟出了实际的使用状态,确保了最终测试结果的准确性。
进一步地,为了提升插头和插座是否插合到位的检测精度,所述状态检测模块为位移传感器。
进一步地,为了提高固定块的浮动能力,所述球铰结构为一端与端部架球铰、另一端与固定块球铰的连杆或连杆组。
进一步的,为了提高安装结构的结构强度,所述端部架为盘状结构,所述悬伸部为从盘状端部架的边缘延伸的筒状结构。
进一步的,为了确保插拔测试装置可对不同型号的插头插座进行测试,所述底座上还设有对正驱动装置,插座安装座和/或插头安装座固定在对正驱动装置上,对正驱动装置带动插座安装座或插头安装座上下移动调整插接位置。
附图说明
图1是本发明提供的插拔测试装置的第一种具体的实施方式的结构图;
图2是本发明提供的插拔测试装置与温度箱的整体结构示意图;
图3是本发明提供的插拔测试方法的流程示意图;
图4是本发明提供的插拔测试装置的第二种具体的实施方式的结构图;
图中,1-底座、2-插拔驱动装置、20-伺服电机、21-丝杠a、22-滑块a、23-滑轨、3-插头安装座、30-孔板、4-插座安装座、40-插座固定块、41-插座固定架、42-摆动杆、43-圆柱弹簧、44-球型铰链、5-插头、6-插座、7-对正驱动装置、71-丝杠b、72-滑块b、73-压力传感器、100-控制装置、200-温度箱。
具体实施方式
插拔测试装置实施例:
本实施例提供一种插拔测试装置,该插拔测试装置是用于测试插头和插座插拔操作耐久性的装置,包括底座,底座上相对设有插座安装座和插头(即插枪,或称为充电枪)安装座,插座安装座和插头安装座的至少一个在插拔驱动装置的带动下朝向和背向另一个移动,插座安装座和插头安装座均通过其上设置的安装结构对应安装插头和插座。上述为插拔测试装置的基本结构,任何改进型的插拔测试装置均以该基本结构作为基础进行改进。为了实现本发明提供的插拔测试方法,该插拔测试装置还包括控制装置,控制装置包括用于检测插座和插头是否插合到位的状态检测模块、用于向插头和插座通电流的供电模块、用于检测插头和插座中通过的电流的电流检测模块以及用于控制插拔驱动装置往复动作实现多次插拔的控制模块,控制模块的采样信号输入端连接状态检测模块和电流检测模块,控制模块的控制信号输出端连接供电模块和插拔驱动装置。
以下基于插拔测试装置的具体实施方式来说明插拔测试方法,当然,本发明并不局限于下述给出的插拔测试装置的具体结构。
如图1所示,插拔测试装置包括底座1以及相对设置的插头安装座3和插座安装座4,底座1上设置有伺服电机20,伺服电机20传动连接有沿插拔移动方向延伸的丝杠a21,丝杠a21上安装有滑块a22,底座1上固定还有平行于丝杠a21长度方向延伸的滑轨23,滑轨23与滑块a22之间移动导向配合。插头安装座3固定在滑块a22上,在伺服电机20驱动下滑块a22和插头安装座3沿插拔方向进行移动。此处,伺服电机20、丝杠a21、滑块a22、滑轨23共同形成插拔驱动装置2。插头安装座3包括孔板30,孔板30上还设有用于对插头5通过螺栓紧固的螺纹孔,可根据不同插头5的外形,选择不同的孔位进行固定。
底座1上还设置有对正驱动装置7,对正驱动装置7包括丝杠b71、滑块b72,滑块b72上固定有插座安装座4,电机驱动丝杠b71,通过丝杠b71带动滑块b72和插座安装座4进行上下方向的位置对正调节,从而使插座安装座4能够适应不同的插头插座,确保插头5正对插座6。为了便于控制插接过程中插头5的移动行程,在插座安装座4和滑块b72之间设有压力传感器73,通过压力传感器73来检测插头5插接对插座6上产生的压力值,防止压力过大损伤插头5、插座6以及插拔测试装置。插座安装座4包括插座固定架41,插座固定架41包括端架和支撑杆,支撑杆固定在端架上沿插接方向朝插接侧悬伸,支撑杆有四个分别位于其所围成正方形的四个顶点位置处,四个支撑杆环绕形成中部空间,插座固定架41形成与插座安装座4固定连接的固定架,端架形成端部架,四个支撑杆形成悬伸部。此处,支撑杆的数量在其他实施例中可以是三个或四个以上,且各支撑杆分别位于正三角形或其他对应的正多边形的顶点位置,从而确保插座固定块浮动安装在插座固定架所围正多边形的中心位置。
在端架上通过球型铰链44连接有两个平行于支撑杆的长度延伸方向的摆动杆42,摆动杆42的相对于端架的另一端球铰连接有插座固定块40,两个摆动杆42形成一端与端架球铰、另一端与插座固定块40球铰的连杆组。插座固定块40与四个支撑杆的悬伸端分别连接有圆柱弹簧43,通过圆柱弹簧43对插座固定块40进行弹性支撑,使插座固定块40可进行上下、左右、前后的空间浮动及自动回位至原始位置,浮动可以模拟出插接时插头5和插座6位置存在有偏差的情况。插头5和插座6上具有锥形的引导结构,可通过插座6的自适应调节来适配插头5的位置,并通过摆动杆42对插座固定块40进行沿插接方向的刚性支撑,确保插头5和插座6能够克服二者之间的摩擦力插接到位。在其他实施中,可将本实施例中由支撑杆和端架形成的插座固定架41替换成由盘状结构和筒状结构形成的固定筒,固定筒的侧壁相当于支撑杆,通过在插座固定块40与固定筒的侧壁之间设置连接弹簧,插座固定块40位于固定筒的中心轴线上的原始位置,各连接弹簧关于固定筒的中心轴线呈中心对称设置,确保插座固定块40在不受外力作用下,自动浮动调节至原始位置。在插头5插接时,插座固定块40始终处于正对插接方向的平面内移动,此时的圆柱弹簧43不仅会产生沿长度方向的伸缩变形,还会在靠近连接端的位置产生弯折变形,但是由于插座固定块40的原始位置与插接到位的最终位置偏离很小,基本可以忽略弯折变形对圆柱弹簧43产生的损伤,确保该插拔测试装置可以经受长期的耐久性测试。
本实施例中,如图2所示,该插拔测试装置还包括控制装置100,该控制装置100包括控制模块(比如单片机等控制芯片),控制模块用于控制插拔驱动装置2往复动作。控制模块与伺服电机20控制连接,开启控制模块,伺服电机20正转带动滑块a22、插头固定座3以及插头5朝向插座6方向移动,插头5不断接近插座6并与插座6接触,刚接触时插头5和插座6的位置可能存在一定位置偏差,在插头5插接插座6的过程中,插座固定块40在引导结构的导引作用下回正至与插头5正对的位置。在插头5逐渐插接伸入插座6中至插接到位时,插头5直接对插座6产生压力作用,当压力传感器73检测出的压力值达到设定压力值时,压力传感器73对控制模块发出信号,控制模块根据信号控制伺服电机20进行反转。在伺服电机20反转作用下,滑块a22带动插头安装座3和插头5朝远离插座6的反向移动,将插头5从插座6上拔下,并重复上述的插接和拔下的往返动作,实现反复插拔测试。更换不同的插头插座测试时,将插头5和插座6分别固定在插头安装座3和插座安装座4上,根据插头5的位置,控制对正驱动装置7带动插座安装座4和插座6进行上下移动,以调整插座6至正对插头5的原始位置。需要说明的是,处于原始位置的插座6和插头5基本对正,并不一定完全对正,插头5和插座6之间可能存在插接方向的错位,而且错位距离可以通过插头5和插座6上的引导结构自动修正。通过插座安装座4确保插头5和插座6未完全对正时,也可以通过插头5和插座6上的引导结构实现适应性修正位置,与人工插接插头5时插头5和插座6不完全正对的情况一致,更好的模拟出了实际的使用状态,确保了最终测试结果的准确性。
更加重要的是,为了实现带电插拔测试,控制装置100还包括用于检测插座和插头是否插合到位的状态检测模块、用于向插头和插座通电流的供电模块以及用于检测插头和插座中通过的电流的电流检测模块。其中,状态检测模块以位移传感器为例,通过检测插座和插头的相对位移判定插座和插头是否插合到位,以下给出一种具体实现过程:当插头完全***插座时,通过位移传感器检测插头和插座之间的位移,由于插座不动,因此,也可以理解为检测插头的位移,并通过控制模块记录下来此刻的位移数据a,并与存储的插合到位对应的位移数据进行比较,如果两者相同,则表示插合到位,而且,当插头完全离开插座时,还可以通过位移传感器检测插头和插座之间的位移,并通过控制模块记录下来此刻的位移数据b,那么,控制模块就可以通过控制插头和插座的位移数据来实现插头和插座的完全***或者完全分离,实现插拔。而位移传感器具体的设置位置不做限定,但是前提是要能够有效检测到插座和插头之间的位移;供电模块实现插头和插座通电测试,可以为常规的供电电源,比如真实情况下的充电电源;电流检测模块检测插头和插座中通过的电流,可以为常规的电流传感器,而电流传感器的设置位置不做限定,但是前提是要能够有效检测到插座和插头中通过的电流,比如设置在下述中的供电回路中。控制模块的采样信号输入端连接位移传感器和电流传感器,控制模块的控制信号输出端连接供电模块。
为了实现通电测试,就需要构建供电回路,使插座和插头形成一个供电回路,有以下几种实现手段:(1)、将插头引出的正极线路和负极线路短接,供电模块向插座供电,即供电模块的正负极分别连接插座中的正极端和负极端,当插座和插头插合到位后,插头和插座构成供电回路;(2)、插头引出的正极线路和负极线路连接有负载,供电模块向插座供电,即供电模块的正负极分别连接插座中的正极端和负极端,当插座和插头插合到位后,插头和插座构成供电回路,为负载供电;(3)、与情况(1)同理,不同点在于:将插座引出的正极线路和负极线路短接,供电模块向插头供电,即供电模块的正负极分别连接插头的正极端和负极端,当插座和插头插合到位后,插头和插座构成供电回路;(4)、与情况(2)同理,不同点在于:插座引出的正极线路和负极线路连接有负载,供电模块向插头供电,即供电模块的正负极分别连接插头的正极端和负极端,当插座和插头插合到位后,插头和插座构成供电回路,为负载供电。当然,除了上述四种情况之外,还可以有其他的供电方式。因此,只要能够实现插座和插头通电测试即可,本发明并不局限于具体的电路连接结构。
另外,为了使测试环境温度达到需求的温度,如图2所示,插拔测试装置的***设置有温度箱200,构成一个密闭的环境仓。温度箱200可以是一个空调***,空调设备位于环境仓外部,两者之间通过风管连接,通过调节进风温度达到需求的温度。
因此,基于上述插拔测试装置,本发明还提供一种带电插拔的插拔测试方法,如图3所示,包括以下步骤:
当插头***插座中时,即在插头和插座***动作过程中通过位移传感器检测插座和插头是否插合到位,比如将实时检测得到的位移数据与存储的插合时位移进行比对,如果相同,则插合到位。如果插合到位,则延时第一设定时间后(比如5s,当然,该设定时间可以根据实际需要进行设定)控制模块向插头和插座通电。然后按照设定参数运行,也就是使插头和插座处于***状态维持过程一定的时间,该持续时间根据测试要求具体设定。
在***状态维持过程中,为了进一步测试插头和插座是否接触良好,在***状态维持过程中检测插头和插座之间的接触电阻,根据接触电阻的大小判定插头和插座是否接触良好,如果接触电阻大于一个设定电阻阈值,表示接触电阻较大,插头和插座接触不良。其中,可以通过检测插头和插座两端的电压和电流计算接触电阻,那么,控制装置100中还需要设置有用于检测插头和插座两端电压的电压检测模块,电压检测模块将检测得到的电压给到控制模块。由于接触电阻的检测手段属于常规技术,这里就不再具体说明。
在***状态维持过程对应的持续时间到来时,***状态维持过程结束,控制模块断开供电模块,即断开插头和插座中通入的电流,紧接着检测插头和插座中通过的电流,也就是在插头和插座拔出动作开始之前就要检测插头和插座中通过的电流,如果电流为0,则延时第二设定时间(比如5s,当然,该设定时间可以根据实际需要进行设定)后控制插头和插座进行拔出动作,使插头和插座恢复原状态位置。上述为一个完整的插拔过程,而后续的各个插拔过程按照上述控制依次进行。
进一步地,为了获得插座和插头的性能,还可以记录每次***状态维持过程中插头和插座之间的接触电阻以及插头和插座是否接触良好的判定结果,并统计设定时间段内的插头和插座接触不良的次数以及总的插拔次数,计算得到该设定时间段内的接触不良的次数百分比,以获得插座和插头的性能,如果该次数百分比大于一个百分比阈值,表示该次数百分比比较大,插头和插座接触不良次数的占比较大,判定插座和插头的性能不佳。
因此,由于插头和插座的通电电流较大,为防止带电插拔,需要在确保插座和插头已经插合后,才可进行通电;通电完成后,需要判断是否已经断电,才可断开插座和插头。全过程有对应传感器检测测试状态,并保证测试的顺利进行。
另外,作为插拔测试装置的其他具体实施方式,与上述具体实施方式的不同在于,如图4所示,插头安装座3是浮动安装结构,相应的,插座安装座4为固定在对正驱动装置7上的固定结构,插头5固定在插头固定块上,插头固定块通过摆动杆和连接弹簧浮动设置在插头安装架上。在伺服电机20的带动作用下,插头5朝接近插座6的方向移动,通过插头5的自适应调节保证插头5插接在插座6上。
作为插拔测试装置的其他具体实施方式,与上述具体实施方式的不同在于,铰接结构可以是一个通过球型铰链一端连接在插座安装架上的摆动杆,摆动杆的另一端球铰连接在插座固定块40的中心,防止插头5从插座6上拔出时,带动插座6发生偏摆难以拔下插头5,一个摆动杆形成一端与端部架球铰、另一端与固定块球铰的连杆,同样可以实现支撑作用。
作为插拔测试装置的其他具体实施方式,与上述具体实施方式的不同在于,对正驱动装置7可以是缸筒固定在底座1上沿上下方向延伸的气缸,滑块b72固定在气缸的推杆上,通过控制气缸的推杆伸缩活动带动滑块b72进行上下方向的移动调节,从而适应不同的插头5和插座6。
以上给出了具体的实施方式,但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案,对本领域普通技术人员而言,根据本发明的教导,设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
插拔测试方法实施例:
本实施例提供一种插拔测试方法,包括以下步骤:(1)在插头和插座***动作过程中检测插座和插头是否插合到位,如果插合到位则延时第一设定时间后向插头和插座通电;(2)在插头和插座拔出动作开始之前检测插头和插座中通过的电流,如果电流为0则延时第二设定时间后控制插头和插座进行拔出动作。
由于该插拔测试方法在上述插拔测试装置实施例中已给出了详细地描述,本实施例就不再具体说明,当然,该方法并不局限于上述插拔测试装置实施例中给出的插拔测试装置的具体结构。
Claims (10)
1.一种插拔测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在插头和插座***动作过程中检测插座和插头是否插合到位,如果插合到位则延时第一设定时间后向插头和插座通电;
(2)在插头和插座拔出动作开始之前检测插头和插座中通过的电流,如果电流为0则延时第二设定时间后控制插头和插座进行拔出动作。
2.根据权利要求1所述的插拔测试方法,其特征在于,通过位移传感器检测插座和插头的相对位移判定插头和插座是否插合到位。
3.根据权利要求1或2所述的插拔测试方法,其特征在于,在***状态维持过程中检测插头和插座之间的接触电阻,根据接触电阻的大小判定插头和插座是否接触良好。
4.根据权利要求3所述的插拔测试方法,其特征在于,记录每次***状态维持过程中插头和插座之间的接触电阻以及插头和插座是否接触良好的判定结果,并统计设定时间段内的插头和插座接触不良的次数以及总的插拔次数,计算得到所述设定时间段内的接触不良的次数百分比,以获得插座和插头的性能。
5.一种实施权利要求1所述插拔测试方法的插拔测试装置,其特征在于,包括底座,底座上相对设有插座安装座和插头安装座,插座安装座和插头安装座的至少一个在插拔驱动装置的带动下朝向和背向另一个移动,插座安装座和插头安装座均通过其上设置的安装结构对应安装插头和插座;所述插拔测试装置还包括控制装置,所述控制装置包括用于检测插座和插头是否插合到位的状态检测模块、用于向插头和插座通电流的供电模块、用于检测插头和插座中通过的电流的电流检测模块以及用于控制插拔驱动装置往复动作实现多次插拔的控制模块,所述控制模块的采样信号输入端连接所述状态检测模块和电流检测模块,所述控制模块的控制信号输出端连接所述供电模块和插拔驱动装置。
6.根据权利要求5所述的插拔测试装置,其特征在于,其中一个安装结构为浮动安装结构,浮动安装结构包括与对应的安装座固定连接的固定架,固定架包括端部架以及从端部架向一侧沿插接方向延伸的悬伸部,悬伸部绕沿插接方向延伸的中线环绕而形成中部空间,中部空间内有用于固定安装对应的插头或插座的固定块,固定块与端部架之间通过球铰结构铰接,固定块与悬伸部之间设有弹性支撑结构。
7.根据权利要求6所述的插拔测试装置,其特征在于,所述状态检测模块为位移传感器。
8.根据权利要求6所述的插拔测试装置,其特征在于,所述球铰结构为一端与端部架球铰、另一端与固定块球铰的连杆或连杆组。
9.根据权利要求6或7或8所述的插拔测试装置,其特征在于,所述端部架为盘状结构,所述悬伸部为从盘状端部架的边缘延伸的筒状结构。
10.根据权利要求6或7或8所述的插拔测试装置,其特征在于,所述底座上还设有对正驱动装置,插座安装座和/或插头安装座固定在对正驱动装置上,对正驱动装置带动插座安装座或插头安装座上下移动调整插接位置。
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