CN114295721A - 探轮对中结构、轨道探伤车及探轮对中方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探轮对中结构、轨道探伤车及探轮对中方法，驱动组件用于带动探轮往复移动，测距传感器与探轮连接，测距传感器设于探轮的一侧并与轨道的轨腰相对设置，测距传感器用于检测与轨道的轨腰之间的测得距离，当测得距离大于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮靠近测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮远离测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动。由于测距传感器对准的位置为轨道的轨腰，相比于轨道的轨头，轨腰部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道截面的几何中心线对应，可防止轨道磨损影响探轮的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

Description

探轮对中结构、轨道探伤车及探轮对中方法

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，特别是涉及一种探轮对中结构、轨道探伤车及探轮对中方法。

背景技术

目前，铁路部门广泛采用轨道探伤车对钢轨进行周期性超声波探伤。为了确保检测质量，探伤车探轮0°晶片中心线必须对准钢轨截面的几何中心线，以保证晶片发射的超声波声束在钢轨内有效传播。

当检测小半径曲线地段或钢轨磨耗严重地段时，探轮偏离钢轨几何中心线，导致检测失效或效果不佳，探伤检测数据将严重失真，可能出现漏检钢轨伤损的问题。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术存在的问题，提供一种检测更准确的探轮对中结构、轨道探伤车及探轮对中方法。

其技术方案如下：

一种探轮对中结构，包括：

驱动组件，所述驱动组件用于带动探轮往复移动；及

测距传感器，所述测距传感器与所述探轮连接，所述测距传感器设于所述探轮的一侧并与所述轨道的轨腰相对设置，所述测距传感器用于检测与所述轨道的轨腰之间的测得距离；

其中，当所述测得距离大于预定距离时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮靠近所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动，当所述测得距离小于所述预定距离时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮远离所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动。

上述探轮对中结构，在对轨道进行探伤时，探轮与轨道截面的几何中心线对准，测距传感器位于探轮的一侧，并能够检测与轨道的轨腰之间的测得距离，当探轮在轴向上相对轨道截面的几何中心线发生偏移时，测得距离会发生变化，则通过将测得距离与预定距离进行对比，当测得距离不等于预定距离时，说明探轮相对轨道发生了偏移，此时驱动组件可带动探轮移动，将探轮重新调整至与轨道截面的几何中心线对准，其中当测得距离大于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮靠近测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮远离测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，由于测距传感器对准的位置为轨道的轨腰，相比于轨道的轨头，轨腰部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道截面的几何中心线对应，可防止轨道磨损影响探轮的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

在其中一个实施例中，所述测距传感器用于与所述轨道的轨腰上的预设位置相对设置，所述预设位置与所述轨道的轨面之间的距离为70mm～80mm。

在其中一个实施例中，所述预设位置与所述轨道的轨面之间的距离为75mm。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括伺服控制器及推动件，所述测距传感器及所述推动件分别与所述伺服控制器电性连接，所述推动件用于带动所述探轮及所述测距传感器沿所述探轮的轴向往复移动。

在其中一个实施例中，上述探轮对中结构还包括手动操作件，所述手动操作件与所述伺服控制器电性连接。

在其中一个实施例中，所述测距传感器为激光位移传感器，当所述测距传感器输出的电压值大于对中电压值时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮靠近所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动，当所述测距传感器输出的电压小于所述对中电压值时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮远离所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动。

一种轨道探伤车，包括车体及如上述任一项所述的探轮对中结构，所述车体上设有探轮，所述驱动组件设于所述车体上，所述驱动组件用于带动所述探轮相对所述车体移动。

上述轨道探伤车，在对轨道进行探伤时，探轮与轨道截面的几何中心线对准，测距传感器位于探轮的一侧，并能够检测与轨道的轨腰之间的测得距离，当探轮在轴向上相对轨道截面的几何中心线发生偏移时，测得距离会发生变化，则通过将测得距离与预定距离进行对比，当测得距离不等于预定距离时，说明探轮相对轨道发生了偏移，此时驱动组件可带动探轮相对车体移动，将探轮重新调整至与轨道截面的几何中心线对准，其中当测得距离大于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮靠近测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮远离测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，由于测距传感器对准的位置为轨道的轨腰，相比于轨道的轨头，轨腰部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道截面的几何中心线对应，可防止轨道磨损影响探轮的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

在其中一个实施例中，所述车体上设有倾角补偿传感器。

一种探轮对中方法，包括如下步骤：

探轮沿轨道滚动；

测距传感器检测与轨道的轨腰之间的测得距离，所述测距传感器与所述探轮连接并位于所述探轮的一侧；

当所述测得距离大于预定距离时，驱动组件带动所述探轮沿所述探轮靠近所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动；

当所述测得距离小于所述预定距离时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮远离所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动。

上述探轮对中方法，在对轨道进行探伤时，探轮与轨道截面的几何中心线对准，且探轮会沿轨道的轨面滚动，测距传感器位于探轮的一侧，并能够检测与轨道的轨腰之间的测得距离，当探轮在轴向上相对轨道截面的几何中心线发生偏移时，测得距离会发生变化，则通过将测得距离与预定距离进行对比，当测得距离不等于预定距离时，说明探轮相对轨道发生了偏移，此时驱动组件可带动探轮相对车体移动，将探轮重新调整至与轨道截面的几何中心线对准，其中当测得距离大于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮靠近测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件带动探轮沿探轮远离测距传感器的一侧至探轮的另一侧的方向移动，由于测距传感器对准的位置为轨道的轨腰，相比于轨道的轨头，轨腰部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道截面的几何中心线对应，可防止轨道磨损影响探轮的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

在其中一个实施例中，当所述测得距离与所述预定距离之间的差值的绝对值大于预设差值时，所述驱动组件停止工作，使所述探轮位置固定。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用于来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的探轮对中结构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的探轮对中方法的流程示意图。

附图标记说明：

100、驱动组件；110、伺服控制器；120、推动件；200、测距传感器；300、手动操作件；10、探轮；20、轨道；21、轨腰；22、轨头；23、轨面；24、轨底。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，一实施例公开了一种探轮对中结构，包括驱动组件100及测距传感器200，驱动组件100用于带动探轮10往复移动，测距传感器200与探轮10连接，测距传感器200设于探轮10的一侧并与轨道20的轨腰21相对设置，测距传感器200用于检测与轨道20的轨腰21之间的测得距离；其中，当测得距离大于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10靠近测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10远离测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动。

上述探轮对中结构，在对轨道20进行探伤时，探轮10与轨道20截面的几何中心线对准，测距传感器200位于探轮10的一侧，并能够检测与轨道20的轨腰21之间的测得距离，当探轮10在轴向上相对轨道20截面的几何中心线发生偏移时，测得距离会发生变化，则通过将测得距离与预定距离进行对比，当测得距离不等于预定距离时，说明探轮10相对轨道20发生了偏移，此时驱动组件100可带动探轮10移动，将探轮10重新调整至与轨道20截面的几何中心线对准，其中当测得距离大于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10靠近测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10远离测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，由于测距传感器200对准的位置为轨道20的轨腰21，相比于轨道20的轨头22，轨腰21部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道20截面的几何中心线对应，可防止轨道20磨损影响探轮10的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

若将测距传感器200相对轨道20的轨头22设置，当轨道20的轨头22出现磨损时，测距传感器200得到的距离数值并不能真实的反应探轮10与轨道20截面的几何中心线之间的相对位置关系，可能导致虽然探轮10对准了轨道20截面的几何中心线，但测距传感器200得到的距离数值仍然发生了变化，驱动组件100带动探轮10移动，使探轮10偏离了轨道20截面的几何中心线。而通过将测距传感器200设置为检测与轨腰21之间的测得距离，能够避免轨头22的磨损或形变影响测距传感器200的测试结果，因此对探轮10的调整更精确，可更准确的进行探伤测试。

其中，探轮10对准了轨道20截面的几何中心线，是指轨道20在其长度方向上具有基准对称面，探轮10的轴向与上述基准对称面垂直，且基准对称面也为探轮10的对称面。

如图1所示，测得距离为a。

具体地，预定距离即为当探轮10正对轨道20截面的几何中心线时，测距传感器200得到的测得距离。

具体地，探轮10与测距传感器200同步移动，即驱动组件100带动探轮10移动的同时测距传感器200也随之移动，使测得距离等于预定距离。

其中，测距传感器200直接输出测得距离的数值；或测距传感器200输出的为参数，通过对上述参数进行处理或计算，间接得到测得距离的数值。

可选地，测距传感器200与探轮10在探轮10的轴向方向上间隔设置。方便测距传感器200能够对准轨腰21的位置进行测距。

具体地，测距传感器200的头部朝下倾斜设置，用于对准轨腰21，此时测距传感器200可设置在较高的位置，不易于轨道20或轨道内的其他结构发生位置干涉。

在其中一个实施例中，如图1所示，测距传感器200用于与轨道20的轨腰21上的预设位置相对设置，预设位置与轨道20的轨面23之间的距离为70mm～80mm。此时预设位置与轨道20的轨面23及轨头22之间存在一定距离，可防止轨头22的磨损或形变对测距传感器200工作的影响，使探轮10能够在驱动组件100的带动下对准轨道20截面的几何中心线，可更精确的进行探伤测试。

在其中一个实施例中，预设位置与轨道20的轨面23之间的距离为75mm。此时可减少轨头22部分对探轮10对中的影响，同时预设位置不会过于靠近轨底24，防止轨底24可能够堆积有灰尘等杂物影响测距传感器200的正常工作。

在其中一个实施例中，如图1所示，驱动组件100包括伺服控制器110及推动件120，测距传感器200及推动件120分别与伺服控制器110电性连接，推动件120用于带动探轮10及测距传感器200沿探轮10的轴向往复移动。当测距传感器200得到的测得距离不等于预定距离时，伺服控制器110发出信号控制推动件120，推动件120带动探轮10移动，探轮10沿其轴向移动，方便调整后能够与对准轨道20截面的几何中心线。

在其中一个实施例中，如图1所示，上述探轮对中结构还包括手动操作件300，手动操作件300与伺服控制器110电性连接。可通过测距传感器200及驱动组件100的配合实现自动调整探轮10，使探轮10保持对中，也可通过手动操作件300手动调整探轮10位置。

例如，在探轮10未进行探伤时，先通过手动调整探轮10位置，使其对中，给出一个预定距离，方便后续作为参考。

在其中一个实施例中，测距传感器200为激光位移传感器，当测距传感器200输出的电压值大于对中电压值时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10靠近测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，当测距传感器200输出的电压小于对中电压值时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10远离测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动。通过激光位置传感器能够更准确的得到与轨腰21之间的距离，同时测距传感器200输出的电压与测得距离呈正比，测距传感器200输出的电压值与对中电压值之间的对比等同于测得距离与预定距离之间的对比，能够了解探轮10是否偏移并利用驱动组件100带动探轮10重新对中。

其中，当探轮10对准轨道20截面的几何中心线时，测距传感器200输出的电压值即为对中电压值。

可选地，对中电压值为1.4V。

如图1所示，一实施例公开了一种轨道20探伤车，包括车体及如上述任一实施例的探轮对中结构，车体上设有探轮10，驱动组件100设于车体上，驱动组件100用于带动探轮10相对车体移动。

上述轨道20探伤车，在对轨道20进行探伤时，探轮10与轨道20截面的几何中心线对准，测距传感器200位于探轮10的一侧，并能够检测与轨道20的轨腰21之间的测得距离，当探轮10在轴向上相对轨道20截面的几何中心线发生偏移时，测得距离会发生变化，则通过将测得距离与预定距离进行对比，当测得距离不等于预定距离时，说明探轮10相对轨道20发生了偏移，此时驱动组件100可带动探轮10相对车体移动，将探轮10重新调整至与轨道20截面的几何中心线对准，其中当测得距离大于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10靠近测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10远离测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，由于测距传感器200对准的位置为轨道20的轨腰21，相比于轨道20的轨头22，轨腰21部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道20截面的几何中心线对应，可防止轨道20磨损影响探轮10的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

可选地，车体上设有与轨道20匹配的轨道轮，车体通过轨道轮与轨道20配合实现沿轨道20滚动，在进行探伤测试时，探轮10与轨道20的轨面23贴合。

在其中一个实施例中，车体上设有倾角补偿传感器。当车体通过曲线段时，两侧轨道20存在设计高差会造成车体倾斜，导致探轮10也发生倾斜，此时会导致测得距离发生变化，但上述变化不能代表探轮10已偏离，通过倾角补偿传感器，对测得数据进行补偿修正，可防止在曲线段探伤时出现测不准的情况，提高了探伤测试的准确性。

可选地，车体的两侧均设有探轮10、侧架传感器及驱动组件100，可分别对车体两侧的探轮10对中情况进行检测并调整探轮10的对中。

如图2所示，一实施例公开了一种探轮10对中方法，包括如下步骤：

探轮10沿轨道20滚动；

测距传感器200检测与轨道20的轨腰21之间的测得距离，测距传感器200与探轮10连接并位于探轮10的一侧；

当测得距离大于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10靠近测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动；

当测得距离小于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10远离测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动。

上述探轮10对中方法，在对轨道20进行探伤时，探轮10与轨道20截面的几何中心线对准，且探轮10会沿轨道20的轨面23滚动，测距传感器200位于探轮10的一侧，并能够检测与轨道20的轨腰21之间的测得距离，当探轮10在轴向上相对轨道20截面的几何中心线发生偏移时，测得距离会发生变化，则通过将测得距离与预定距离进行对比，当测得距离不等于预定距离时，说明探轮10相对轨道20发生了偏移，此时驱动组件100可带动探轮10相对车体移动，将探轮10重新调整至与轨道20截面的几何中心线对准，其中当测得距离大于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10靠近测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，当测得距离小于预定距离时，驱动组件100带动探轮10沿探轮10远离测距传感器200的一侧至探轮10的另一侧的方向移动，由于测距传感器200对准的位置为轨道20的轨腰21，相比于轨道20的轨头22，轨腰21部分磨损更少，作为测距的参考时能够更好的与轨道20截面的几何中心线对应，可防止轨道20磨损影响探轮10的对中，因此能够更准确的进行探伤测试。

在其中一个实施例中，当测得距离与预定距离之间的差值的绝对值大于预设差值时，驱动组件100停止工作，使探轮10位置固定。当测得距离与预定距离之间的差值的绝对值大于预设差值时，说明测得距离发生了突变，此时探轮10可能经过轨道20的道岔、接头等区域时，若驱动组件100带动探轮10位移，可能导致探轮10会掉下轨道20的轨面23，导致探轮10的损伤及探伤工作的中断，因此在发生上述情况时，驱动组件100停止工作，不带动探轮10移动，可对探轮10进行保护，使其顺利经过道岔、接头等情况较为复杂的区域。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种探轮对中结构，其特征在于，包括：

驱动组件，所述驱动组件用于带动探轮往复移动；及

测距传感器，所述测距传感器与所述探轮连接，所述测距传感器设于所述探轮的一侧并与轨道的轨腰相对设置，所述测距传感器用于检测与所述轨道的轨腰之间的测得距离；

其中，当所述测得距离大于预定距离时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮靠近所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动，当所述测得距离小于所述预定距离时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮远离所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动。

2.根据权利要求1所述的探轮对中结构，其特征在于，所述测距传感器用于与所述轨道的轨腰上的预设位置相对设置，所述预设位置与所述轨道的轨面之间的距离为70mm～80mm。

3.根据权利要求2所述的探轮对中结构，其特征在于，所述预设位置与所述轨道的轨面之间的距离为75mm。

4.根据权利要求1所述的探轮对中结构，其特征在于，所述驱动组件包括伺服控制器及推动件，所述测距传感器及所述推动件分别与所述伺服控制器电性连接，所述推动件用于带动所述探轮及所述测距传感器沿所述探轮的轴向往复移动。

5.根据权利要求4所述的探轮对中结构，其特征在于，还包括手动操作件，所述手动操作件与所述伺服控制器电性连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的探轮对中结构，其特征在于，所述测距传感器为激光位移传感器，当所述测距传感器输出的电压值大于对中电压值时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮靠近所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动，当所述测距传感器输出的电压小于所述对中电压值时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮远离所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动。

7.一种轨道探伤车，其特征在于，包括车体及如权利要求1-6任一项所述的探轮对中结构，所述车体上设有探轮，所述驱动组件设于所述车体上，所述驱动组件用于带动所述探轮相对所述车体移动。

8.根据权利要求7所述的轨道探伤车，其特征在于，所述车体上设有倾角补偿传感器。

9.一种探轮对中方法，其特征在于，包括如下步骤：

探轮沿轨道滚动；

测距传感器检测与轨道的轨腰之间的测得距离，所述测距传感器与所述探轮连接并位于所述探轮的一侧；

当所述测得距离大于预定距离时，驱动组件带动所述探轮沿所述探轮靠近所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动；

当所述测得距离小于所述预定距离时，所述驱动组件带动所述探轮沿所述探轮远离所述测距传感器的一侧至所述探轮的另一侧的方向移动。

10.根据权利要求9所述的探轮对中方法，其特征在于，当所述测得距离与所述预定距离之间的差值的绝对值大于预设差值时，所述驱动组件停止工作，使所述探轮位置固定。

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