DE3043255C2 - - Google Patents
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- DE3043255C2 DE3043255C2 DE19803043255 DE3043255A DE3043255C2 DE 3043255 C2 DE3043255 C2 DE 3043255C2 DE 19803043255 DE19803043255 DE 19803043255 DE 3043255 A DE3043255 A DE 3043255A DE 3043255 C2 DE3043255 C2 DE 3043255C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/1659—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 to indicate that the value is within or outside a predetermined range of values (window)
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- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Aus der DE 26 57 046 C2 ist ein Diagnosegerät für Ver
brennungsmotoren bekannt, bei dem zur Strommessung an einer Kraft
fahrzeugbatterie eine als Hall-Effekt-Transduktor ausgebildete Strom
zange verwendet wird. Das Signal der Stromzange wird einem Analog-Di
gital-Wandler zugeführt und anschließend digital weiterverarbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und preisgün
stige Vorrichtung zur Prüfung von in Kraftfahrzeugen eingebauten elek
trischen Anlagen anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs
angegebenen Merkmale gelöst. Die von einer Strommeßzange abgegebene
Spannung wird einem Fensterkomparator mit veränderbaren Grenzwerten
zugeführt, dessen Ausgangssignal in einer Auswertelogik ausgewertet
wird. Dadurch ist es möglich, elektrische Anlagen in Fahrzeugen auf
besonders einfache und zweckmäßige Art und Weise zu prüfen.
Die Verwendung einer Strommeßzange in Verbindung mit dem erfindungs
gemäßen Fensterkomparator ergibt ein neues einfaches Meßgerät, das
relativ preisgüntig und daher auch für kleinere Werkstätten oder Pri
vatpersonen erschwinglich ist.
Besonders vorteilhaft ist, daß nur wenige Anschlußkabel benötigt wer
den, wobei keine Anschlüsse an Teilen mit gefährlichen Spannungen vor
genommen werden müssen, wie es beispielsweise bei einer Überprüfung
der Zündanlage mit einer herkömmlichen galvanischen Verbindung der
Fall wäre.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich vorteilhaft Tastver
hältnisse bestimmen, die beispielsweise bei der Zündungs-Schließwin
kelmessung und bei der Messung der Stromflußdauer von elektrischen
Verbrauchern wie Relais oder Magnetventile auftreten. Durch geeignete
Auswahl der oberen und unteren Komparatorschwellen mit Hilfe der Aus
wertelogik lassen sich aus einem Auswertesignal verschiedene Werte er
mitteln. So ist es möglich, Anstieg- und Abfallzeiten von Strömen zu
ermitteln.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil
hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angege
benen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Bereich des Fensterkomparators
durch die Wahl des durch die Auswertelogik erzeugten Ausgangssignals
bestimmt ist. Mit dieser Maßnahme ist es möglich, den Fensterkompara
tor zur Auswertung von periodischen Ereignissen immer wieder in einen
Ausgangszustand zu versetzen.
Weitere vorteihafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in
Verbindung mit der folgenden Beschreibung.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Diagnosegeräts nach der
Erfindung,
Fig. 2 die vorteilhafte Ausgestaltung eines Fensterkompa
rators mit Auswertelogik und
Fig. 3 ein typisches Impulsdiagramm
einer Messung.
In Fig. 1 ist das Diagnosegerät als Blockschaltbild dar
gestellt, wie es insbesondere zur Überprüfung der elek
trischen Anlage eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.
Eine Stromzange 1 umschließt einen elektrischen Leiter 2,
der beispielsweise zum Unterbrecherkontakt einer Zündan
lage führt. Das Ausgangssignal der Stromzange 1 wird
einem Verstärker 3 zugeführt, der das meist recht schwache
Signal der Stromzange 1 verstärkt. Der Ausgang des Ver
stärkers 3 führt zu den verschiedenen Auswerteschaltungen.
Einmal ist an den Verstärker 3 ein Schreiber 4 angeschlos
sen, der es gestattet, den aufgenommenen Kurvenverlauf
sichtbar zu machen. Weiterhin führt der Ausgang des Ver
stärkers 3 zu einem Fensterkomparator 5, der beim Er
reichen vorgegebener Signalpegel ein Signal abgibt. Diese
Signalpegel sind einstellbar. Die Ausgangssignale des
Fensterkomparators 5 werden einer Auswertelogik 6 zu
geführt, die ihrerseits über einen Schalter 7 mit einem
analogen Meßinstrument oder einer digitalen Anzeige
vorrichtung 8 verbunden ist. An den Verstärker 3 ist
des weiteren ein Spitzenwertgleichrichter 9 angeschlos
sen, dessen Ausgang einerseits zum Fensterkomparator 5
andererseits zum Schalter 7 geführt ist. Weiterhin ist
an den Verstärker 3 noch ein Mittelwertbildner 10 an
geschlossen, dessen Ausgang ebenfalls zum Schalter 7
führt. Je nach Anwendungsfall kann die Zahl der er
forderlichen Baugruppen beschränkt oder verändert
werden. Beispielsweise kann der Schreiber 4 oder der
Mittelwertbildner 10 entfallen, wenn er für den spe
ziellen Diagnosezweck nicht benötigt wird.
Anhand der Fig. 3 soll die Funktionsweise des Diagnose
geräts erläutert werden. Ist die Strommeßzange 1 um
die Zuleitung von der Batterie zum Unterbrecherkontakt
gelegt, so ergibt sich am Ausgang des Verstärkers ein
Signal, das in etwa der Fig. 3a entspricht. Auf dem
Schreiber 4 wird daher ein Signal entsprechend Fig. 3a
dargestellt. Die Funktionsgruppe mit dem Spitzenwert
gleichrichter 9 dient zur Ermittlung des Spitzenstroms
im Primärstromkreis von Zündanlagen, im Anlasserstrom
kreis, im Ladestromkreis oder in dem Steuerstromkreis
für Relais und Ventile. Die Funktionsgruppe mit dem Mit
telwertbildner 10 und der Anzeigevorrichtung 8 dient zur
Messung von Gleichströmen oder Gleichstromanteilen von
Stromsignalen.
Die Funktionsgruppe mit dem Fensterkomparator 5 und der
Auswertelogik 6 dient zur Ermittlung von Tastverhält
nissen, beispielsweise dem Schließwinkel, der Strom
flußdauer sowie dem Ein- und Ausschaltzeitpunkt von
Relais und Ventilen. Durch geeignete Auswahl der oberen
und unteren Komparatorschwellen mit Hilfe der Auswerte
logik lassen sich aus einem Auswertesignal verschie
dene Werte ermitteln. In Fig. 3b ist der Fall dargestellt,
daß die Anstiegs- und Abfallzeit des Stromes ermittelt
wird. Die untere Schwelle liegt hierbei bei 10% des
maximalen Spannungswertes, während die obere Schwelle
bei 90% des maximalen Spannungswertes liegt. Der erste
Impuls in Fig. 3b bestimmt hierbei die Anstiegszeit des
Stromes, während der zweite Impuls in Fig. 3b die Ab
fallzeit des Stromes bestimmt.
In Fig. 3c ist der Schließwinkel dargestellt. Ein ge
schlossener Unterbrecherkontakt bedeutet dabei in Fig. 3c
ein 1-Signal. Das 1-Signal beginnt, wenn eine untere
Schwelle von 1% der maximalen Spannung erreicht ist,
während der Unterbrecherkontakt wieder geöffnet ist,
wenn 90% der Maximalspannung unterschritten wird. Eben
so läßt sich entsprechend Fig. 3d die Einschaltdauer
von Relais oder Ventilen bestimmen. Auslösezeitpunkt
sind hierbei der Anzugsstrom bzw. der Abfallstrom,
der experimentell zu ermitteln ist oder aus Daten
blättern zu entnehmen ist. In Fig. 3e ist noch der Zünd
zeitpunkt dargestellt, der etwa dann gegeben ist, wenn
bei abfallendem Strom die 30%-Marke erreicht ist. Der
Umschaltpunkt von einem 1- auf ein 0-Signal ist hierbei
nicht von Interesse, so daß die Rückschaltung zu einem
beliebigen Zeitpunkt erfolgen kann.
Ein für die Realisierung geeigneter Fensterkomparator
mit der entsprechenden Auswertelogik ist in Fig. 2 dar
gestellt. Das verstärkte Eingangssignal gelangt an den
Eingang 12, während der Spitzenwert am Ausgang des
Spitzenwertgleichrichters 9 an den Eingang 13 angeschlos
sen wird. Das Signal am Eingang 12 gelangt über einen
Widerstand 14 zum nichtinvertierenden Eingang eines
Operationsverstärkers 15 und über einen Widerstand 16
zum invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers
17. Der Ausgang des Operationsverstärkers 15 ist über
einen Widerstand 18 mit dem nichtinvertierenden Ein
gang des Operationsverstärkers 15 verbunden. Ebenso
ist der Ausgang des Operationsverstärkers 17 über
einen Widerstand 19 mit dem nichtinvertierenden Ein
gang des Operationsverstärkers 17 verbunden. Der Aus
gang des Operationsverstärkers 15 führt zum Rücksetz
eingang eines Flipflops, das aus zwei NOR-Gliedern
20 und 21 gebildet ist. Der Rücksetzeingang ist ein
Eingang des NOR-Gliedes 20. Der Ausgang des Operations
verstärkers 17 führt zu einem Eingang des NOR-Gliedes
21. Der Ausgang des NOR-Gliedes 20 ist mit einem Ein
gang des NOR-Gliedes 21, der Ausgang des NOR-Gliedes
21 mit einem Eingang des NOR-Gliedes 20 verbunden. Der
Ausgang des Operationsverstärkers 17 führt zum Setz
eingang des Flipflops.
Ein weiteres NOR-Glied 22 ist sowohl mit dem Ausgang
des Operationsverstärkers 15 als auch mit dem Ausgang
des NOR-Gliedes 20 verbunden. Ebenso sind die Eingänge
eines NOR-Gliedes 23 mit dem Ausgang des Operations
verstärkers 17 und dem Ausgang des NOR-Gliedes 21
verbunden. Die Eingänge des NOR-Gliedes 24 sind schließ
lich mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 17 und
dem Ausgang des NOR-Gliedes 22 verbunden. Die Ausgänge
der NOR-Glieder 21, 22, 23 und 24 sowie der Ausgang des
Operationsverstärkers 17 sind zu einer Schalteranordnung
25 geführt, die fünf Ausgangsschalter 26, 27, 28, 29
und 30 aufweist. Durch Schließen eines Schalters ist
ein beliebiges Ausgangssignal am Ausgang 31 abnehm
bar und digital oder analog über den Schalter 7 der
Anzeigevorrichtung 8 zuführbar. Der am Eingang 13 lie
gende Spitzenwert der Spannung wird über Widerstände
33, 34, 35 und 35 a im festen Verhältnis geteilt, so daß
beispielsweise zwischen Widerstand 33 und 34 90%,
zwischen Widerstand 34 und 35 10% und zwischen Wider
stand 35 und 35 a 1% der Spitzenspannung abgreifbar
sind. Widerstand 35 a ist seinerseits mit der Masse ver
bunden. Weiterhin sind noch zwei einstellbare Wider
stände 36 und 37 an den Eingang 13 angeschlossen und
andererseits mit der Masse verbunden, an denen ein
beliebiger Anteil der Spitzenspannung abgreifbar ist.
Die Abgriffe der Widerstände 36 und 37 sowie die am
Spannungsteiler abgegriffenen Spannungswerte werden
wiederum der Schalteranordnung 25 zugeführt. Mit der
Schalteranordnung 25 ist über einen Widerstand 38 eben
falls der nicht invertierende Eingang des Operations
verstärkers 17 und über einen Widerstand 39 der in
vertierende Eingang des Operationsverstärkers 15 ver
bunden. Über die Widerstände 38 und 39 werden den
Operationsverstärkern 17 und 15 die Schaltschwellen
zugeführt. Je nach Anwendungsfall sind daher die
Operationsverstärker mit einem entsprechenden Span
nungsabgriff zu verbinden, wofür wiederum Schalter 40,
41, 42, 43, 44 und 45 vorgesehen sind. Die dem Opera
tionsverstärker 15 zugeführten Signale legen dabei den
oberen Wert des Fensterkomparators fest, während die
dem Operationsverstärker 17 zugeführten Signale die
untere Schwelle des Fensterkomparators definieren. Die
Spannungswerte sind durch die Widerstände 33-37 fest
gelegt, und können je nach Bedarf ausgewählt werden.
Konkrete Anwendungsfälle seien im folgenden dargelegt.
In Fig. 3b ist die Anstiegszeit und die Abfallzeit
eines Impulses nach Fig. 3a dargestellt, wie sie am
Ausgang 31 bei entsprechender Beschaltung abgreifbar
ist. Die Anstiegszeit ist als logisches 1-Signal in
dem Zeitraum dargestellt, in dem der Impuls 10% seines
Spitzenwerts überschritten und 90% seines Spitzen
wertes noch nicht erreicht hat. Wird nun der Schalter
40 und der Schalter 43 geschlossen, so liegt am Fenster
komparator 15 ein Referenzsignal an, das bei entspre
chender Wahl der Widerstände 33-35 90% der Spitzen
spannung entspricht. Am Operationsverstärker 17 liegt
eine Referenzspannung an, die 10% der Spitzenspannung
entspricht. Am Ausgang des Operationsverstärkers 15
tritt ein logisches 1-Signal auf, wenn die Eingangs
spannung das Referenzsignal übersteigt, während am
Operationsverstärker 17 ein logisches 1-Signal auf
tritt, wenn die Referenzspannung unterschritten wird.
Ist der 10%-Wert noch nicht erreicht, liegt also am
Ausgang des Operationsverstärkers 17 ein 1-Signal an,
durch das das Flipflop mit den NOR-Gliedern 20 und 21
gesetzt wird. Am Ausgang des NOR-Gliedes 23, an dessen
Eingängen ein 0- und ein 1-Signal anliegt, liegt daher
ein 0-Signal an, das über den geschlossenen Schalter
26 dem Ausgang 31 zugeführt wird. Im Bereich zwischen
10% und 90% hat der Ausgang des Operationsverstärkers
17 ein 0-Signal, während sich der Schaltzustand des
Flipflops nicht ändert. Am Ausgang des NOR-Gliedes 23
liegt daher ein logisches 1-Signal an, das dem Ausgang
31 zugeführt ist. Beim Überschreiten der 90%-Marke
schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers 15 von
einem 0- auf ein 1-Signal, so daß nun das Flipflop
seinen Zustand ändert. An den Eingängen des NOR-Gliedes
23 liegt nun ein 0-Signal und ein 1-Signal an, so daß am Aus
gang 31 eine logische 0 auftritt.
Das gleiche Verfahren ist ebenfalls zur Bestimmung der
Abfallzeit anwendbar. Jedoch ist in diesem Fall der
Schalter 27 statt des Schalters 26 zu schließen. Die
Verknüpfung der Signale erfolgt dabei durch das NOR-
Glied 22 und läuft analog wie zuvor beschrieben ab.
Zur Messung des Schließwinkels entsprechend Fig. 3c
sind die Schalter 40 und 45 und der Schalter 28 zu
schließen. Im Bereich unter 1% weist der Ausgang des
Operationsverstärkers 17 ein 1-Signal auf, durch das
das Flipflop mit den NOR-Gliedern 20 und 21 gesetzt
wird. Da der Ausgang des Operationsverstärkers 15 0
ist, gelangt an das NOR-Glied 22 ein 0- und ein
1-Signal, so daß dessen Ausgang 0 ist. Am NOR-Glied
24 liegt am Eingang daher ein 0-Signal vom Ausgang
des NOR-Gliedes 22 und ein 1-Signal vom Ausgang des
Operationsverstärkers 17, so daß am Ausgang des NOR-
Gliedes 24 und über den geschlossenen Schalter 28 am
Ausgang 31 ein logisches 0-Signal anliegt. Beim Über
schreiten der 1%-Marke ändert sich der Ausgang des
Operationsverstärkers 17 zu 0, beide Eingänge des NOR-
Gliedes 24 sind gleich 0, so daß der Ausgang 31 auf
eine logische 1 wechselt. Dieser Zustand bleibt auch
erhalten, wenn die 90%-Marke erreicht ist und am
Ausgang des Operationsverstärkers 15 ein logisches
1-Signal auftritt. Das Flipflop wird nun zurückgesetzt,
so daß am Eingang des NOR-Gliedes 22 ein 1-Signal, vom
Ausgang des Operationsverstärkers 15 und ein 0-Signal
vom Ausgang des NOR-Gliedes 22 20 anliegt, so daß der
Ausgang des NOR-Gliedes 0 bleibt. Das NOR-Glied 24
hat daher an seinem Ausgang immer noch ein 1-Signal.
Nach Beendigung des Impulses und beim Unterschreiten
der 90%-Marke schaltet der Ausgang des Operations
verstärkers 15 wieder auf 0, wobei sich der Zustand
des Flipflops nicht ändert. Nun liegen jedoch am Ein
gang des NOR-Gliedes 22 zwei 0-Signale an, am Ausgang
des NOR-Gliedes 22 tritt eine logische 1 auf, die das
NOR-Glied 24 sperrt. Am Ausgang 31 liegt daher ein 0-
Signal an, das solange erhalten bleibt, bis die 1%-
Marke mit steigender Richtung überschritten wird, wie
man leicht nachvollziehen kann.
Ebenso ist die Einschaltdauer, beispielsweise von Relais,
entsprechend Fig. 3c zu realisieren. Mit dem Widerstand
36 kann dabei eine dem Ausgangsstrom entsprechende Span
nung mit dem Widerstand 37 eine dem Abfallstrom entspre
chende Spannung eingestellt werden. Zur Messung sind
die Schalter 42 und 44 sowie der Schalter 29 zu schließen,
während die übrigen Schalter geöffnet sind. Beim Er
reichen des ersten Schwellwertes wird durch den Aus
gang des als Komparator geschalteten Operationsver
stärkers 15 das Flipflop mit den NOR-Gliedern 20
und 21 zurückgesetzt, so daß an dessen invertierenden
Ausgang () ein 1-Signal abnehmbar ist. Wird eine dem
Abfallstrom entsprechende Spannung unterschritten, so
tritt am Ausgang des Operationsverstärkers 17 ein lo
gisches 1-Signal auf, durch das das Flipflop gesetzt
wird, so daß am Ausgang 31 ein 0-Signal anliegt.
Entsprechend Fig. 3e ist auf die gleiche Art und Weise
der Zündzeitpunkt zu ermitteln, der bei etwa 30% der
abfallenden Flanke des Impulses nach Fig. 3a auftritt.
Hierzu sind die Schalter 41 und 30 geschlossen, wobei
mittels Widerstand 34 der entsprechende Spannungswert
einstellbar ist. Der Zündimpuls tritt auf, wenn der
Operationsverstärker 17 von 0 auf 1 schaltet. Der Rück
schaltzeitpunkt ist hier nicht näher festgelegt und
wird durch das Rückschalten des Operationsverstärkers
17 beim Überschreiten der vorgegebenen Schwelle be
stimmt.
Da die Komparatorschwellen vom Signalwert abgeleitet sind,
müssen sie für unterschiedliche Eingangsamplituden nicht
nachgestellt werden. Es ist zweckmäßig, durch die Vor
wahl der Betriebsart, beispielsweise der Anstiegszeit
oder des Schließwinkels, die dazugehörigen Schwellen ohne
weitere Eingriffe des Bedienenden mit anzulegen und die
entsprechenden Schalter zu schließen. Es ist auch mög
lich, die Komparator- und Auswerteschaltung mit Hilfe von
integrierten Schaltungen oder Mikroprozessoren zu
realisieren.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Prüfung von in Kraftfahrzeugen eingebauten elek
trischen Anlagen mittels einer Stromzange, die eine dem gemessenen
Strom proportionale Spannung zur Bestimmung des Zustands eines elek
trischen Anlagenteils dient, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene
Spannung einem Fensterkomparator (5) zugeführt ist, dessen oberer und
unterer Grenzwert veränderbar ist, und daß das Ausgangssignal des Fen
sterkomparators (5) einer Auswertelogik zugeführt ist, an der minde
stens ein Ausgangssignal abgreifbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus
gangssignal einer digitalen oder analogen Anzeigevorrichtung (8) zuge
führt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bereich des Fensterkomparators (5) durch die Wahl des durch die Aus
wertelogik (6) erzeugten Ausgangssignals bestimmt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl
des Bereichs des Fensterkomparators (5) durch eine weitere Logik
schaltung erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803043255 DE3043255A1 (de) | 1980-11-15 | 1980-11-15 | Diagnosegeraet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19803043255 DE3043255A1 (de) | 1980-11-15 | 1980-11-15 | Diagnosegeraet |
Publications (2)
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DE3043255A1 DE3043255A1 (de) | 1982-07-01 |
DE3043255C2 true DE3043255C2 (de) | 1989-02-02 |
Family
ID=6116948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803043255 Granted DE3043255A1 (de) | 1980-11-15 | 1980-11-15 | Diagnosegeraet |
Country Status (1)
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-
1980
- 1980-11-15 DE DE19803043255 patent/DE3043255A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3043255A1 (de) | 1982-07-01 |
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