CN216847953U - 同时测试多个陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及同时测试多个陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备。所述多路测试设备包括：多个测试探针，所述多个测试探针被布置成测试探针阵列，各探针分别电连接到各陶瓷电容器，所述多个陶瓷电容器被布置成陶瓷电容器阵列；多个微电流测量卡，所述多个微电流测量卡被布置成微电流测量卡阵列，其中，各个微电流测量卡分别电连接至各个测试探针；总控制器，所述总控制器能够对所述数据采集卡、所述多个微电流测量卡和所述多个测试探针进行控制，以同时获得所述多个陶瓷电容器的绝缘电阻；以及电源，所述电源是可编程电源，用于给所述多路测试设备的陶瓷电容器供电。

Description

同时测试多个陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备

技术领域

本实用新型涉及陶瓷电容器绝缘电阻测试领域，具体地，涉及同时测试多个陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备。

背景技术

在工业技术领域中，经常需要使用绝缘电阻表来测量产品的绝缘度。尤其在陶瓷电容器制造业中，需要同时测试4个或8个陶瓷电容器或更多个陶瓷电容器的绝缘电阻。现有技术的绝缘电阻表大多只是单路测试，若要同时测试多个产品时，需要将多个绝缘电阻表组装在一起。并且，现有的陶瓷电容器尺寸越来越大，对于大尺寸(尤其是尺寸大于0.12英寸*0.1英寸)的陶瓷电容器产品来说，只能单个产品或对几个产品同时测试，测试时间长，严重影响了生产效率，因此需要克服这些技术限制，因此需要能够同时测试多个(甚至多达400个)陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备，尤其是能同时测试多个大尺寸(例如尺寸大于0.12英寸*0.1英寸)陶瓷电容器的绝缘电阻。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，提供了一种同时测试多个陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备，所述多路测试设备包括：多个测试探针，所述多个测试探针被布置成测试探针阵列，各探针分别电连接到各陶瓷电容器，所述多个陶瓷电容器被布置成陶瓷电容器阵列；多个微电流测量卡，所述多个微电流测量卡被布置成微电流测量卡阵列，其中，各个微电流测量卡分别电连接至各个测试探针；总控制器，所述总控制器能够对所述数据采集卡、所述多个微电流测量卡和所述多个测试探针进行控制，以同时获得所述多个陶瓷电容器的绝缘电阻；以及电源，所述电源是可编程电源，用于给所述多路测试设备的陶瓷电容器供电。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，还包括：测试盘，所述测试盘包括测试底板和料盘，所述测试底板具有导电层，所述多个陶瓷电容器中的各个陶瓷电容器的一端连接到所述导电层，各个陶瓷电容器的另一端连接到所述测试探针。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，还包括：马达控制器，所述总控制器对所述马达控制器进行控制，以驱动所述测试底板移动。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，还包括：输入输出接口，所述输入输出接口用于接收输入信号并输出输出信号，其中，所述输入信号包括由以下各项中的至少一者产生的信号：启动按钮、停止按钮、紧急按钮、马达限位开关、测试气缸到位开关、分料盒安装到位开关和测试头安装到位开关。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，其中：所述输出信号(108)用于控制如下各项中的至少一者：良品吹料电磁阀、耐高压不良电磁阀、绝缘电阻不良电磁阀、测量挡位切换、吹气挡位。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，其中：所述测试探针阵列、所述微电流测量卡阵列和所述陶瓷电容器阵列是M*N的形式，其中，M是大于或等于2的整数，N是大于或等于2的整数。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，其中：其中，M为整数20，N是整数20。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，其中：所述微电流测量卡的最小分辨率为0.001nA，并具有多个挡位，包括：第一挡位0.01nA～10nA，第二挡位0.001uA～1uA，第三挡位0.1uA～10uA以及第四挡位0.001mA～1mA。

根据本实用新型的另一方面的多路测试设备，还包括：显示装置，所述多个测试探针中的各个探针输出的测试数据被以图形方式显示在所述显示装置上，其中，所述测试数据的图形显示的特征用于判断对应陶瓷电容器是否是良品。

附图说明

通过结合以下附图对本实用新型的各个方面的以下详细描述，本实用新型的目的、特征和优点将变得明显：

图1是根据本实用新型的一个实施方式的同时测试多个陶瓷电容器的绝缘电阻的多路测试设备的***结构示意图。

图2是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备的微电流测量卡的结构示意图。

图3是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备的陶瓷电容器、测试探针、测试底板的测试连接示意图。

图4是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备的微电流测量卡的阵列示意图。

图5是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备的测试过程流程图。

图6是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备的测试结果示意图图。

图7是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备的另一测试结果示意图图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本实用新型构思进行更全面描述，其中，示出了本实用新型构思的实施方式。然而，本申请不应被视为受限于在此阐述的这些实施方式。相反地，提供这些实施方式，以使本实用新型透彻和完整，并且向本领域技术人员全面表达该实施方式的范围。贯穿全文，相同标号指代相同部件。

在此使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而不是旨在对这些实施方式进行限制。如在此使用的，单数形式“一”以及“该/所述”同样旨在包括多数形式，除非上下文另外进行了明确指示。还应明白，当在此使用时，术语“包括”、“包含”指定存在规定特征、步骤、操作、部件以及/或组件，而非排除存在或增加一个或更多个其它特征、步骤、操作、部件、组件以及/或其组合。

应当明白，当一部件被称为“联接至”、“连接至”或“响应于”另一部件时，其可以直接联接至、连接至或者响应于该另一部件，或者也可以存在***部件。与此相反，当一部件被称为“直接联接至”、“直接连接至”或“直接响应于”另一部件时，不存在***部件。如在此使用的，术语“和(以及)/或(或者)”包括多个关联列出项目中的一个或更多个的任一和全部组合。

为容易描述，在此可以使用诸如“上面”、“下面”、“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”等的空间上相对的术语，以描述如附图中所示一个部件或特征与另一部件或特征的关系。应当明白，空间上相对的术语除了附图中描绘的取向以外，还可以涵盖该装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果这些图中的装置翻转，则被描述为处于其它部件或特征“下面”的部件将在该其它部件或特征“上面”取向。由此，术语“下面”可以涵盖上面和下面两个取向。该装置可以以其它方式取向(旋转90度或按其它取向)，并且由此解释在此使用的空间上相对的描述符。为简短和/或清楚起见，公知功能或构造可能未详细描述。

应当明白，尽管术语“第一”、“第二”等在此可以用于描述各个组件，但这些部件不应受限于这些术语。这些术语仅被用于区别一个部件与另一部件。由此，在不脱离本实施方式的教导的情况下，第一组件可以称作第二组件。

除非另外限定，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有和这些实施方式所属于的技术领域的普通技术人员所共同理解的含义相同的含义。还应明白，诸如在公用词典中定义的那些术语的术语应当被解释为，具有和它们在相关领域的背景下的含义一致的含义，而不应按理想化或过度形式化的意义来解释，除非在此明确地这样定义。

多路测试设备100的***组件

图1是根据本实用新型的一个实施方式的同时测试多个陶瓷电容器303的绝缘电阻的多路测试设备100的***结构示意图，多路测试设备100包括电源111、马达控制器101、总控制器102、数据采集卡103、用于接收输入信号107和输出输出信号108的输入输出接口104、用于显示测试数据和测试报告等的显示装置105、微电流测量卡106以及测试盘110。

电源111是可编程直流电源，最大可以输出800V或更高的直流电压，用于给多路测试设备100的各个部件以及各陶瓷电容器303供电。可编程电源可以被编程以控制电压输出的上升时间、测试时间、下降时间，特别是可以控制电压上升的时间段。可编程电源111可根据测试盘中有料(有陶瓷电容器303)时充电电流较大，而无料(无陶瓷电容器303)时充电电流较小这个特性来进行判断，因此特别有利于有效地检测***中是否存在陶瓷电容器303。

数据采集卡103具有多个采集通道，其中，各个微电流测量卡106分别电连接至各个采集通道，多个数据采集卡103可以组合起来用于采集数据。各采集卡的形状、参数、配置可以相同也可以不同。例如，数据采集卡103的采集通道可以有32个通道，本实用新型的一个非限制性实施方式可以采用13个数据采集卡，一共提供416个采集通道。但并不局限于此，可以根据需要采用任意数量的数据采集卡。

数据采集卡103可以采集微电流测量卡106的输出电压，并将模拟电压信号转化为数字信号，并提供给总控制器102或其他合适部件。数据采集卡103还可以对信号进行数字滤波、算数平均运算等操作。

输入输出接口104用于接收输入信号107并输出由总控制器102发出的控制信号(即输出信号108)，输入信号107包括由以下各项中的至少一者产生的信号：启动按钮、停止按钮、紧急按钮、马达限位开关、测试气缸到位开关、分料盒安装到位开关和测试头安装到位开关。

输出信号108可以用于控制如下各项中的至少一者：良品吹料电磁阀、耐高压不良电磁阀、绝缘电阻不良电磁阀、测量挡位切换、吹气挡位(吹起压力大小)。输入输出接口104可以包括一个或更多个输入输出卡，本实用新型的一个非限制性实施方式优选采用3个输入输出卡，但可根据需要选用任何数量的输入输出卡。输入输出卡可以是模拟或数字输入输出卡。优选的，采用数字输入输出卡。

可以在显示装置105上显示需要的数据，例如，可以通过显示装置105显示或打印测试报告。例如，各个测试探针304输出的测试数据被以图形方式显示在显示装置105上，测试数据的图形显示的特征用于判断对应陶瓷电容器是否是良品。

图2是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备100的微电流测量卡106的结构示意图。微电流测量卡106包括电流电压转换器201、电压信号放大器202、低通滤波器203等。微电流测量卡106可以接收来自测试探针304的微电流输入，并通过电流电压转换器201将该微电流输入转化为电压信号，然后通过电压信号放大器202将该电压信号进行放大，之后通过低通滤波器203输出到数据采集卡103。

图3是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备100的陶瓷电容器303、测试探针304、测试底板301的测试连接示意图。

参照图3，多路测试设备100的测试盘110包括测试底板301和用于固定陶瓷电容器的料盘(未示出)，测试底板301用于辅助测量陶瓷电容器303的绝缘电阻，测试底板301下方具有导电层302(图中粗实线所表示的层)。当进行测试时，各个陶瓷电容器303的一端均电连接到导电层302，另一端均电连接到测试探针304。每个测试探针304电接触到每个陶瓷电容器303一端，流过陶瓷电容器303的微电流留入测试探针304一端(例如，图3中测试探针303的上端)，并进一步通过测试探针304的另一端(例如，图3中测试探针303的下端)流入数据测量卡106的输入端。

虽然图3中示出了5个探针和5个陶瓷电容器的测试连接示例，但这仅是示例的，可以包括仅一个探针304和仅一个陶瓷电容器303的情况。这些测试探针304被布置成阵列的形式，优选地被布置成M*N的阵列，M、N为整数，M、N可以相同也可以不同，优选为大于或等于2的整数，更优选为5、10、15、20、25、30、40。

这些测试探针304中的各个测试探针304的输入端接收直流电压，输出端输出直流电压。各个测试探针304分别输出一个测试数据，测试数据被以图形方式显示在显示装置105中，其中，根据测试数据图形显示的特征来判断陶瓷电容器303的绝缘电阻，进而判断对应陶瓷电容器是否是良品。

这些陶瓷电容器303也可以被布置成阵列的形式，这些陶瓷电容器303的阵列可以和这些测试探针304的阵列具有相同的形式，也可以具有不同的形式，优选的，这些陶瓷电容器303的阵列也可以是M*N的形式，M、N为整数，M、N可以相同也可以不同，优选为大于或等于2的整数，更优选为5、10、15、20、25、30、40。

图4是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备100的微电流测量卡106的阵列示意图。

微电流测量卡106可以采用一个或更多个，当采用多个微电流卡106时，这些微电流测量卡106被布置成阵列的形式，其中，各个微电流测量卡106分别电连接至各个测试探针304，这些微电流测量卡106的阵列可以和这些测试探针304的阵列具有相同的形式，也可以具有不同的形式，优选的，这些微电流测量卡106的阵列也可以是M*N的形式，M、N为整数，M、N可以相同也可以不同，优选为大于或等于2的整数，更优选为5、10、15、20、25、30、40。

各个微电流测量卡106还分别电连接至数据采集卡的各个采集通道，图4中示出了微电流测量卡阵列和数据采集卡103的各采集通道的一个非限制性的连接示意图。标号401表示该微电流测量卡106连接到第12块数据采集卡103的28通道；标号402表示该微电流测量卡106连接到第13块数据采集卡的15通道；标号403表示该微电流测量卡106连接到第1块数据采集卡的0通道；标号403表示该微电流测量卡106连接到第1块数据采集卡的19通道，但这些连接方式只是示例，可以根据实际需要采用任何的连接方式。

微电流测量卡106的最小分辨率为0.001nA，并具有多个挡位，包括：第一挡位0.01nA～10nA，第二挡位0.001uA～1uA，第三挡位：0.1uA～10uA以及第四挡位0.001mA～1mA。陶瓷电容器303的测量绝大部分要求在1nA到100nA之间。

多路测试设备100还包括总控制器102，总控制器102能够对数据采集卡103、所述多个微电流测量卡106和所述多个测试探针304和其他组件进行控制，以同时获得所述多个陶瓷电容器303的绝缘电阻。总控制器102能够提供高达8GB/s的***吞吐量和2GB/s的插槽吞吐量，适合同步处理大量数据工作。

多路测试设备100还包括马达控制器101，总控制器102对马达控制器101进行控制，以驱动所述测试底板301移动。

多路测试设备100还包括外壳(未示出)，例如外壳可以呈机箱的形式，但不限于此。机箱可以是多插槽机箱，使用PXI触发总线，以确保每个插槽之间的传输延时匹配。

多路测试设备100还包括送料结构(未示出)，在使用时，可以先将陶瓷电容器303摇入测试盘110里，再把测试盘110放在送料机构上。

多路测试设备100还包括电磁阀组(未示出)，电磁阀组可以选用速度快、寿命长的高速电磁阀。

多路测试设备100的测试过程

下面描述本实用新型的一个非限制性实施方式。在使用时，为了确保多路测试结果的一致性，首先使用标准电阻以及温漂系数小的运算放大器来保证放大线性度；其次通过以下方式对每个微电流测量卡106的零点进行调整，第一步将电位器粗调到0.1V以下，第二步将每个挡位零点电压存入控制器中，例如但不限于存入总共400*4＝1600个数据。注意，在正式测试过程中测试软件会自动归零，若要手动刷新零点电压数据，需要切换操作等级，输入正确密码后，才能操作，这样既保证了该数据的安全性，也保证了每个数据测量卡的测试结果的一致性和准确性。

多路测试设备100的提供了多种测试模式。例如，模式一：在测试时，只要在20秒之内所测试的产品达到设定的良品率，就停止测试，进而将良品与不良品吹入各自的分料盒中。模式二：只要在60秒之内所测试的产品达到设定的良品率，就停止测试，进而将良品与不良品吹入各自的分料盒中。模式三：只要测试时间达到设定的时间，就停止测试，进而将良品与不良品吹入各自的分料盒中。模式四：不停地进行测试，直到手动点击停止键才停止测试。

图5是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备100的测试过程流程图。

下面参照图5来描述多路测试设备100的基本测试过程，总体而言，首先需要设置产品测试参数，然后选择测试模式，最后进行测试生成并输出测试报告。下面具体描述本实用新型的一个非限制性测试过程。

在步骤501中，准备开始测试并打开测试软件。

在步骤502中，初始化多路测试设备100，第一步：检查测试头下压、返回是否正常(气缸带动)；第二步：伺服马达回到零点位置。如果初始化失败，则测试软件自动停止运行，需要检查失败的原因。

在步骤503中，先在菜单栏打开测试文件，确保扫描成功料号、批次号、操作人员工号等，之后才能加载测试文件，并运行。如果扫描时提示无料号，则需要新建料号。

在步骤504中，将陶瓷电容器303植入到测试盘110中，将测试盘110放在加载位置。如多路测试设备无报警，则可以启动测试。

在步骤505中，启动测试。

在步骤506中，将测试盘110移动到测试位，使测试探针304组下压。

在步骤507中，当检测到测试探针304移动到位后，开始多路耐高压测试。若相关参数被设置为关闭，则直接进行到下一步。

在步骤508中，进行有无料(测试盘110中有无待测测产品)的测试。在测试电压上升阶段，检查陶瓷电容器303的充电电流是否大于设定值，如果充电电流小于设定值，则判断测试盘110中无料(无待测产品)。

在步骤509中，进行绝缘电阻测试。例如在模式一中：只要在20秒之内良品率达到设定的目标值，就停止测试。

在步骤510中，将测试盘110移动到吹气分拣位，将良品、耐高压不良品、绝缘电阻不良品分别吹入到对应的分料盒中。

在步骤510中，使测试盘110回到装载位，并结束测试。

图6是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备100的测试结果示意图图。图7是根据本实用新型的一个实施方式的多路测试设备100的另一测试结果示意图图。

如图6所示，不同的电压值体现不同的测试结果。如标号601所指的曲线部分所示，如果电压大约等于零，则表示测试盘110中无料(无待测产品)；如标号602所指的曲线部分所示，如果待测产品的漏电流较小则表示其绝缘电阻高；如标号603所指的曲线部分所示，如果待测产品的漏电流较大，表示其绝缘电阻较低。

参照图7，标号701所指的部分是第一次多路(400路)陶瓷电容器耐高压以及绝缘电阻测试的结果，标号702所指的部分是第二次多路(400路)陶瓷电容器耐高压以及绝缘电阻测试的结果。

图7中标号703所指的曲线部分表示绝缘电阻测试时测试电压上升阶段，若电流值大于设定的充电电流值，则代表测试盘110中有料(有待测产品)，反之，则表示无料(无待测产品)。图7中标号704所指的曲线部分表示待测产品(陶瓷电容器)充满电后，电流值将急剧下降，绝缘电阻值变高。

多路测试设备100的有益效果

通过本实用新型的多路测试设备，可以测量的陶瓷电容器尺寸范围更广，包括但不限于从0.08英寸*0.05英寸到0.25英寸*0.2英寸的电容尺寸。因为只要陶瓷电容器能够顺利植入到测试盘中，就可以进行测试。

因为测试参数是保存在测试数据库(例如测试表格)中，并且与陶瓷电容器有关的各个料号都有相关测试参数，因此操作员只需输入料号，多路测试设备就自动调出相关测试参数，这样可以防止人为操作错误、引入错误测试条件而导致的产品质量问题。多路测试设备可以对高达400的多个产品同时进行测试，与单个测试相比，测试效率大大提高，这可以大幅降低测试时间，节约人力成本。并且多路测试设备具有多种测试模式，使用灵活。

多路测试设备的各个测试通道的测试精度高，测试容值范围广。有料、无料的分辨能力强，所有的测试结果都保存在数据库中，用户可以随时查看打印报告。因为能够有力快速帮助用户做产品分析，当需要对几百个样品做绝缘性能分析时，以往需要1到2周时间才能完成的分析现在几个小时就能完成了。

在实质上不脱离本实用新型的原理的情况下可以对实施方式做出很多变型和修改。所有这些变型和修改旨在被包括在本实用新型的范围内。因此,以上公开的主题被视为例示性的而不是限制性的,并且旨在涵盖所有这些修改、增强以及其他实施方式,他们全部落在本实用新型的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于，所述多路测试设备(100)包括：

多个测试探针(304)，所述多个测试探针(304)被布置成测试探针阵列，各探针分别电连接到各陶瓷电容器(303)，所述多个陶瓷电容器(303)被布置成陶瓷电容器阵列；

多个微电流测量卡(106)，所述多个微电流测量卡(106)被布置成微电流测量卡阵列，其中，各个微电流测量卡(106)分别电连接至各个测试探针(304)；

总控制器(102)，所述总控制器(102)能够对数据采集卡(103)、所述多个微电流测量卡(106)和所述多个测试探针(304)进行控制，以同时获得所述多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻；以及

电源(111)，所述电源(111)是可编程电源，用于给所述多路测试设备(100)的陶瓷电容器(303)供电。

2.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于，所述多路测试设备(100)还包括：

测试盘(110)，所述测试盘(110)包括测试底板(301)和料盘，所述测试底板(301)具有导电层(302)，所述多个陶瓷电容器(303)中的各个陶瓷电容器(303)的一端连接到所述导电层(302)，各个陶瓷电容器(303)的另一端连接到所述测试探针(304)。

3.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于，所述多路测试设备(100)还包括：

马达控制器(101)，所述总控制器(102)对所述马达控制器(101)进行控制，以驱动测试底板(301)移动。

4.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于，所述多路测试设备(100)还包括：

输入输出接口(104)，所述输入输出接口(104)用于接收输入信号(107)并输出输出信号(108)，

其中，所述输入信号(107)包括由以下各项中的至少一者产生的信号：启动按钮、停止按钮、紧急按钮、马达限位开关、测试气缸到位开关、分料盒安装到位开关和测试头安装到位开关。

5.根据权利要求4所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于：

所述输出信号(108)用于控制如下各项中的至少一者：良品吹料电磁阀、耐高压不良电磁阀、绝缘电阻不良电磁阀、测量挡位切换、吹气挡位即吹起压力大小。

6.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于：

所述测试探针阵列、所述微电流测量卡阵列和所述陶瓷电容器阵列是M*N的形式，其中，M是大于或等于2的整数，N是大于或等于2的整数。

7.根据权利要求6所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于：

其中，M为整数20，N是整数20。

8.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于：

所述电源(111)能够被编程以控制电压输出的上升时间、测试时间、下降时间以及电压上升的时间段。

9.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于：

所述微电流测量卡(106)的最小分辨率为0.001nA，并具有多个挡位，包括：第一挡位0.01nA～10nA，第二挡位0.001uA～1uA，第三挡位0.1uA～10uA以及第四挡位0.001mA～1mA。

10.根据权利要求1所述的同时测试多个陶瓷电容器(303)的绝缘电阻的多路测试设备(100)，其特征在于，所述多路测试设备(100)还包括：

显示装置(105)，所述多个测试探针(304)中的各个探针输出的测试数据被以图形方式显示在所述显示装置(105)上，其中，所述测试数据的图形显示的特征用于判断对应陶瓷电容器(303)是否是良品。

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