JP3322471B2 - 防爆領域異常監視装置 - Google Patents
防爆領域異常監視装置Info
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- JP3322471B2 JP3322471B2 JP34564393A JP34564393A JP3322471B2 JP 3322471 B2 JP3322471 B2 JP 3322471B2 JP 34564393 A JP34564393 A JP 34564393A JP 34564393 A JP34564393 A JP 34564393A JP 3322471 B2 JP3322471 B2 JP 3322471B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の光スイッチの入
力側及び出力側を２本の光ファイバーで接続し、入力側
にパルス光を照射して出力側の受光器で各光スイッチの
状態を読込む方式の多接点入力から成る防爆領域異常監
視装置に関する。
力側及び出力側を２本の光ファイバーで接続し、入力側
にパルス光を照射して出力側の受光器で各光スイッチの
状態を読込む方式の多接点入力から成る防爆領域異常監
視装置に関する。
【０００２】特に本発明は、火力発電プラント等の燃料
油系統、防爆エリアにおける火災や漏油の監視装置に適
し、さらに、多量の接点信号を同方式で入力する各種装
置、及び防爆対策上光ファイバーを利用した同方式によ
る多点入力装置等にも適用できる。
油系統、防爆エリアにおける火災や漏油の監視装置に適
し、さらに、多量の接点信号を同方式で入力する各種装
置、及び防爆対策上光ファイバーを利用した同方式によ
る多点入力装置等にも適用できる。
【０００３】
【従来の技術】防爆領域等で使用される光スイッチは、
発光回路から照射される光が光スイッチ本体の動作状況
に応じて通過又は遮断されるが、防爆領域外で再び受光
回路にて電気信号に変換した後中継ケーブルによってバ
ッファ回路に接続され、電磁リレー等で絶縁されて信号
処理回路に伝達されている。
発光回路から照射される光が光スイッチ本体の動作状況
に応じて通過又は遮断されるが、防爆領域外で再び受光
回路にて電気信号に変換した後中継ケーブルによってバ
ッファ回路に接続され、電磁リレー等で絶縁されて信号
処理回路に伝達されている。
【０００４】図３は従来方式による光スイッチの入力例
を示したもので、発光回路３０の発光ダイオード３１の
光は光スイッチ４０の入力側光ファイバーに照射され
る。照射光４１は、通常コア４２とクラッド４３との間
を反射しながら出力光４４となる。しかし、たとえば漏
油の発生により油４５がクラッド４３の表面に付着する
と、クラッド４３が膨潤し、コア４２との界面の反射光
が漏光４６として外部にでるため、照射光４１は出力光
４４にほとんど伝達されなくなる。
を示したもので、発光回路３０の発光ダイオード３１の
光は光スイッチ４０の入力側光ファイバーに照射され
る。照射光４１は、通常コア４２とクラッド４３との間
を反射しながら出力光４４となる。しかし、たとえば漏
油の発生により油４５がクラッド４３の表面に付着する
と、クラッド４３が膨潤し、コア４２との界面の反射光
が漏光４６として外部にでるため、照射光４１は出力光
４４にほとんど伝達されなくなる。
【０００５】受光回路５０のフォト・トランジスタ５１
は出力側光ファイバーの光強度を電気信号に変換するも
ので、図示の場合はフォト・トランジスタ５１に光が入
射してＯＮとなっている。
は出力側光ファイバーの光強度を電気信号に変換するも
ので、図示の場合はフォト・トランジスタ５１に光が入
射してＯＮとなっている。
【０００６】中継ケーブル６０は、受光回路５０とバッ
ファリレー回路７０との間を接続するケーブルで、一般
的には数十ｍないし数百ｍと非常に長く、また他信号の
ケーブルと同一ルートで布設されることが多い。
ファリレー回路７０との間を接続するケーブルで、一般
的には数十ｍないし数百ｍと非常に長く、また他信号の
ケーブルと同一ルートで布設されることが多い。
【０００７】バッファリレー回路７０は、中継ケーブル
６０に誘起される電磁波障害や落雷などからの保護を目
的としており、該回路７０の電源７１と信号処理器８０
の電源８１とを絶縁している。図示の場合は、トランジ
スタ７２、電磁リレー７３がいずれもＯＮとなってい
る。
６０に誘起される電磁波障害や落雷などからの保護を目
的としており、該回路７０の電源７１と信号処理器８０
の電源８１とを絶縁している。図示の場合は、トランジ
スタ７２、電磁リレー７３がいずれもＯＮとなってい
る。
【０００８】すなわち、受光回路５０において、トラン
ジスタ５１のベースに光が入射すると、トランジスタ５
１は導通するため、バッファ回路７０のトランジスタ７
２では、ベースに電源７１の電圧がそのまま印加され
る。この場合、トランジスタ７２が導通するため、電磁
リレー７３はＯＮとなる。反対にトランジスタ５１のベ
ースに光が入射しない場合は、トランジスタ５１は非導
通となるため、バッファ回路７０のトランジスタ７２で
は、ベースに電源７１の電圧が印加されなくなる（トラ
ンジスタ５１の両端に印加されるため）。従って、トラ
ンジスタ７２は非導通となり、電磁リレー７３はＯＦＦ
となる。
ジスタ５１のベースに光が入射すると、トランジスタ５
１は導通するため、バッファ回路７０のトランジスタ７
２では、ベースに電源７１の電圧がそのまま印加され
る。この場合、トランジスタ７２が導通するため、電磁
リレー７３はＯＮとなる。反対にトランジスタ５１のベ
ースに光が入射しない場合は、トランジスタ５１は非導
通となるため、バッファ回路７０のトランジスタ７２で
は、ベースに電源７１の電圧が印加されなくなる（トラ
ンジスタ５１の両端に印加されるため）。従って、トラ
ンジスタ７２は非導通となり、電磁リレー７３はＯＦＦ
となる。
【０００９】信号処理器８０は、バッファリレー回路７
０の電磁リレー７３の接点８２で接続されているため、
電源７１と電源８１とは完全に絶縁されている。図示の
場合は、トランジスタ８３はＯＮであり、出力信号８４
は他システムの必要に応じて利用される。
０の電磁リレー７３の接点８２で接続されているため、
電源７１と電源８１とは完全に絶縁されている。図示の
場合は、トランジスタ８３はＯＮであり、出力信号８４
は他システムの必要に応じて利用される。
【００１０】すなわち、信号処理器８０の接点８２はバ
ッファ回路７０の電磁リレー７３の接点を示したもの
で、電磁リレー７３がＯＮになると、電源８１の電圧が
トランジスタ８３のベースに印加されるため、トランジ
スタ８３は導通状態となって出力信号８４が０となる。
反対に電磁リレー７３がＯＦＦになると、電源８１の電
圧がトランジスタ８３のベースに印加されないため、ト
ランジスタ８３は非導通状態となり、出力信号８４は電
源８１の電圧値を示す。従って、信号出力８４の電圧が
０の時には光スイッチ４０を光が通過する状態（光スイ
ッチＯＮ）にあり、信号出力８４の電圧が電源８１の値
となった時には光スイッチ４０を光が通過できない状態
（光スイッチＯＦＦ）にあるものと判定する。
ッファ回路７０の電磁リレー７３の接点を示したもの
で、電磁リレー７３がＯＮになると、電源８１の電圧が
トランジスタ８３のベースに印加されるため、トランジ
スタ８３は導通状態となって出力信号８４が０となる。
反対に電磁リレー７３がＯＦＦになると、電源８１の電
圧がトランジスタ８３のベースに印加されないため、ト
ランジスタ８３は非導通状態となり、出力信号８４は電
源８１の電圧値を示す。従って、信号出力８４の電圧が
０の時には光スイッチ４０を光が通過する状態（光スイ
ッチＯＮ）にあり、信号出力８４の電圧が電源８１の値
となった時には光スイッチ４０を光が通過できない状態
（光スイッチＯＦＦ）にあるものと判定する。
【００１１】この場合、信号処理器８０以降の電気信号
は、一般的に計算機等を主とした制御装置に接続される
ため電気ノイズを嫌う。しかし、バッファ回路７０のリ
レー７３の接点８２で電源７１と電源８１とが絶縁され
ているので、まんがいち中継ケーブル６０等に電磁波ノ
イズが発生しても、このノイズが電源８１側に影響を与
えることはない。
は、一般的に計算機等を主とした制御装置に接続される
ため電気ノイズを嫌う。しかし、バッファ回路７０のリ
レー７３の接点８２で電源７１と電源８１とが絶縁され
ているので、まんがいち中継ケーブル６０等に電磁波ノ
イズが発生しても、このノイズが電源８１側に影響を与
えることはない。
【００１２】なお、図３は１個の光スイッチの入力回路
を示したものであるが、多数の光スイッチを入力する場
合には、同様の回路が光スイッチの個数分必要となる。
を示したものであるが、多数の光スイッチを入力する場
合には、同様の回路が光スイッチの個数分必要となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の方式で
光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を監視してその結果を入
力する場合には、次のような問題点がある。 １）光スイッチ毎に中継ケーブルを布設する必要がある
ため、光スイッチの入力点数が多くなると費用、手間が
非常に大きかった。 ２）一般的に光スイッチからの中継ケーブルは長距離で
あり、多数の光スイッチの中継ケーブルと他信号のケー
ブルとがほぼ同一ルートで布設されるため、電磁波障害
や落雷などから保護する必要がある。このため、電磁リ
レーによるバッファ回路やフォトカプラ等の絶縁回路が
必要となり、入力装置の小型化が非常に困難であった。 ３）光スイッチを防爆領域の異常監視に使用すると、発
光回路、光スイッチ、受光回路、及び中継ケーブルの一
部は防爆領域内に設置されることになり、これらを接続
する電気信号ラインに対しても防爆対策が必要であっ
た。
光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を監視してその結果を入
力する場合には、次のような問題点がある。 １）光スイッチ毎に中継ケーブルを布設する必要がある
ため、光スイッチの入力点数が多くなると費用、手間が
非常に大きかった。 ２）一般的に光スイッチからの中継ケーブルは長距離で
あり、多数の光スイッチの中継ケーブルと他信号のケー
ブルとがほぼ同一ルートで布設されるため、電磁波障害
や落雷などから保護する必要がある。このため、電磁リ
レーによるバッファ回路やフォトカプラ等の絶縁回路が
必要となり、入力装置の小型化が非常に困難であった。 ３）光スイッチを防爆領域の異常監視に使用すると、発
光回路、光スイッチ、受光回路、及び中継ケーブルの一
部は防爆領域内に設置されることになり、これらを接続
する電気信号ラインに対しても防爆対策が必要であっ
た。
【００１４】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するため、全てが光による入力方式となる完全防爆構造
の防爆領域異常監視装置の提供を目的としている。
するため、全てが光による入力方式となる完全防爆構造
の防爆領域異常監視装置の提供を目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するもので、異常を検知する計器の信号に応じて光
パルスの通過（ＯＮ）又は遮断（ＯＦＦ）の切替えを行
なう複数の光スイッチと、前記光パルスを照射すると共
に、パルス光照射に同期させて各光スイッチのパルス光
応答時間に対応したゲート制御を行なって受光したパル
ス光強度から各光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を判断す
る入力監視手段と、防爆領域に設置した前記各光スイッ
チと非防爆領域に設置した前記入力監視手段との間を接
続する入力側及び出力側の光ファイバーとを具備して構
成したことを特徴とする防爆領域異常監視装置である。
解決するもので、異常を検知する計器の信号に応じて光
パルスの通過（ＯＮ）又は遮断（ＯＦＦ）の切替えを行
なう複数の光スイッチと、前記光パルスを照射すると共
に、パルス光照射に同期させて各光スイッチのパルス光
応答時間に対応したゲート制御を行なって受光したパル
ス光強度から各光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を判断す
る入力監視手段と、防爆領域に設置した前記各光スイッ
チと非防爆領域に設置した前記入力監視手段との間を接
続する入力側及び出力側の光ファイバーとを具備して構
成したことを特徴とする防爆領域異常監視装置である。
【００１６】
【作用】前述の手段によれば、光スイッチの入力側に直
接光ファイバーで光パルスを入力し、さらに出力側の光
パルスを直接光ファイバーで入力監視手段に接続するよ
うにしたので、防爆領域内における光・電気の信号変換
部をなくすことができる。このため、完全防爆構造の防
爆領域異常監視装置を実現でき、防爆領域での使用制限
をなくすことができると共に、電磁波障害等の対策が不
要になる。
接光ファイバーで光パルスを入力し、さらに出力側の光
パルスを直接光ファイバーで入力監視手段に接続するよ
うにしたので、防爆領域内における光・電気の信号変換
部をなくすことができる。このため、完全防爆構造の防
爆領域異常監視装置を実現でき、防爆領域での使用制限
をなくすことができると共に、電磁波障害等の対策が不
要になる。
【００１７】また、入力側光ファイバーに照射された光
パルスは、各光スイッチまでの光ファイバー長さに対応
した時間で、かつ各光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状況に応
じたパルス光強度で入力監視手段に帰ってくるので、ゲ
ート制御によって各光スイッチごとのＯＮ／ＯＦＦ状態
を判断できる。このため、光スイッチの入力数に関係な
く、入力監視手段との間に入出力２本の光ファイバーを
布設すればよく、費用や手間を大幅に削減できる。
パルスは、各光スイッチまでの光ファイバー長さに対応
した時間で、かつ各光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状況に応
じたパルス光強度で入力監視手段に帰ってくるので、ゲ
ート制御によって各光スイッチごとのＯＮ／ＯＦＦ状態
を判断できる。このため、光スイッチの入力数に関係な
く、入力監視手段との間に入出力２本の光ファイバーを
布設すればよく、費用や手間を大幅に削減できる。
【００１８】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２に基づいて
説明する。図１では３個の光スイッチ１，２，３を接続
した例を示しており、該光スイッチの動作は、異常を検
知する計器（図示省略）の信号に応じて、ＯＮの場合は
入力光が出力側に通過し、ＯＦＦの場合は遮断されるよ
うになっている。
説明する。図１では３個の光スイッチ１，２，３を接続
した例を示しており、該光スイッチの動作は、異常を検
知する計器（図示省略）の信号に応じて、ＯＮの場合は
入力光が出力側に通過し、ＯＦＦの場合は遮断されるよ
うになっている。
【００１９】上述した各光スイッチ１，２，３は、防爆
領域に設置されており、各々の入力端が入力側光ファイ
バー４に分岐接続され、各々の出力端が出力側光ファイ
バー５に分岐接続されている。入力側光ファイバー４及
び出力側光ファイバー５は、入力監視手段として非防爆
領域に設けた入力監視装置６に接続されている。この入
力監視装置６は各光センサ１，２，３の動作状況を確認
するもので、内部には発信器１０、レーザ光源器１１、
受光器１２、同期管理器１３、及び信号処理器１４を備
えている。
領域に設置されており、各々の入力端が入力側光ファイ
バー４に分岐接続され、各々の出力端が出力側光ファイ
バー５に分岐接続されている。入力側光ファイバー４及
び出力側光ファイバー５は、入力監視手段として非防爆
領域に設けた入力監視装置６に接続されている。この入
力監視装置６は各光センサ１，２，３の動作状況を確認
するもので、内部には発信器１０、レーザ光源器１１、
受光器１２、同期管理器１３、及び信号処理器１４を備
えている。
【００２０】入力側光ファイバー４はレーザ光源器１１
に接続されており、発振器１０がレーザ光源器１１をＯ
Ｎ／ＯＦＦして発生するパルス光は、入力側光ファイバ
ー４を通って各光スイッチ１，２，３の入口端に一定周
期で照射される。また、出力側光ファイバー５は受光器
１２に接続されており、各光スイッチ１，２，３からの
出力光強度は受光器１２において電気信号に変換され
る。受光器１２は、同期管理器１３によって与えられる
ゲート信号を受けて、各光スイッチの応答時間に関連し
てＯＮ／ＯＦＦされるため、各光スイッチごとの電気信
号を得ることができる。なお、上記応答時間は、照射さ
れたパルス光が各光スイッチを通過してくる時間をあら
かじめ調査しておき、発振器１０のＯＮ／ＯＦＦ（レー
ザ光ＯＮ／ＯＦＦ）と同期して出力するよう設定されて
いる。
に接続されており、発振器１０がレーザ光源器１１をＯ
Ｎ／ＯＦＦして発生するパルス光は、入力側光ファイバ
ー４を通って各光スイッチ１，２，３の入口端に一定周
期で照射される。また、出力側光ファイバー５は受光器
１２に接続されており、各光スイッチ１，２，３からの
出力光強度は受光器１２において電気信号に変換され
る。受光器１２は、同期管理器１３によって与えられる
ゲート信号を受けて、各光スイッチの応答時間に関連し
てＯＮ／ＯＦＦされるため、各光スイッチごとの電気信
号を得ることができる。なお、上記応答時間は、照射さ
れたパルス光が各光スイッチを通過してくる時間をあら
かじめ調査しておき、発振器１０のＯＮ／ＯＦＦ（レー
ザ光ＯＮ／ＯＦＦ）と同期して出力するよう設定されて
いる。
【００２１】信号処理器１４は、受光器１２で得られた
電気信号のレベルから各光スイッチ１，２，３のＯＮ／
ＯＦＦ状況を判定するものである。この信号処理器１４
も同期管理器１３と同期して動作しているので、受光器
１２で得た電気信号がいずれの光センサに対応するかが
解っており、従って、この電気信号を初めに設定した各
光スイッチのレベルと比較して全光スイッチのＯＮ／Ｏ
ＦＦを判定している。
電気信号のレベルから各光スイッチ１，２，３のＯＮ／
ＯＦＦ状況を判定するものである。この信号処理器１４
も同期管理器１３と同期して動作しているので、受光器
１２で得た電気信号がいずれの光センサに対応するかが
解っており、従って、この電気信号を初めに設定した各
光スイッチのレベルと比較して全光スイッチのＯＮ／Ｏ
ＦＦを判定している。
【００２２】図２は図１の代表的な動作状況を示したも
ので、Ａは入力側光ファイバー４に照射されるパルス光
の照射タイミングを示したものである。また、Ｂは受光
器１２のＯＮ／ＯＦＦ状況を示したもので、パルス光照
射後の各光スイッチ１，２，３はそれぞれｔ1，ｔ2，ｔ
3のタイミングで受光している。さらに、Ｃは受光器１
２で得られた電気信号を示したもので、実線の１ａ，２
ａ，３ａは各光スイッチ１，２，３がＯＮの状態時に得
られた出力で、点線で示した１ｂ，２ｂ，３ｂは反対に
ＯＦＦの状態時に得られた出力である。そして、信号処
理器１４では、図２のＣに一例として示したレベルＸと
電気信号（受光器出力）との比較によって、各光スイッ
チ１，２，３のＯＮ／ＯＦＦを判定している。
ので、Ａは入力側光ファイバー４に照射されるパルス光
の照射タイミングを示したものである。また、Ｂは受光
器１２のＯＮ／ＯＦＦ状況を示したもので、パルス光照
射後の各光スイッチ１，２，３はそれぞれｔ1，ｔ2，ｔ
3のタイミングで受光している。さらに、Ｃは受光器１
２で得られた電気信号を示したもので、実線の１ａ，２
ａ，３ａは各光スイッチ１，２，３がＯＮの状態時に得
られた出力で、点線で示した１ｂ，２ｂ，３ｂは反対に
ＯＦＦの状態時に得られた出力である。そして、信号処
理器１４では、図２のＣに一例として示したレベルＸと
電気信号（受光器出力）との比較によって、各光スイッ
チ１，２，３のＯＮ／ＯＦＦを判定している。
【００２３】なお、上記実施例の入力監視装置６は、た
んに実施の一例を示したものにすぎず、従って、該装置
のシステム構成はこれに限定されることはなく、たとえ
ばマイコン制御等によって同等の機能を実現することが
可能である。また、光スイッチの数も上述した３個に限
定されるものではなく、１個、２個、あるいは４個以上
が可能なことは言うまでもない。
んに実施の一例を示したものにすぎず、従って、該装置
のシステム構成はこれに限定されることはなく、たとえ
ばマイコン制御等によって同等の機能を実現することが
可能である。また、光スイッチの数も上述した３個に限
定されるものではなく、１個、２個、あるいは４個以上
が可能なことは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】前述した本発明の防爆領域異常監視装置
によれば、下記のような効果が得られる。 （１）全て光による入力方式のため完全防爆構造とな
り、防爆領域での使用制限がなくなる。 （２）光スイッチの入力数に関係なく、入出力２本の光
ファイバーを布設すれば良いので、費用手間が大巾に削
減できる。 （３）電磁波障害等の対策が不要になり、入力監視装置
の小型化が可能である。
によれば、下記のような効果が得られる。 （１）全て光による入力方式のため完全防爆構造とな
り、防爆領域での使用制限がなくなる。 （２）光スイッチの入力数に関係なく、入出力２本の光
ファイバーを布設すれば良いので、費用手間が大巾に削
減できる。 （３）電磁波障害等の対策が不要になり、入力監視装置
の小型化が可能である。
【図１】本発明による防爆領域異常監視装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。
を示す構成ブロック図である。
【図２】図１の代表的な動作状況を説明するための図で
ある。
ある。
【図３】従来の構成を示す回路図である。
１，２，３ 光スイッチ ４ 入力側光ファイバー ５ 出力側光ファイバー ６ 入力監視装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−165196（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−175297（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08B 25/00 - 25/14
Claims (1)
- 【請求項１】 異常を検知する計器の信号に応じて光パ
ルスの通過（ＯＮ）又は遮断（ＯＦＦ）の切替えを行な
う複数の光スイッチと、前記光パルスを照射すると共
に、パルス光照射に同期させて各光スイッチのパルス光
応答時間に対応したゲート制御を行なって受光したパル
ス光強度から各光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を判断す
る入力監視手段と、防爆領域に設置した前記各光スイッ
チと非防爆領域に設置した前記入力監視手段との間を接
続する入力側及び出力側の光ファイバーとを具備して構
成したことを特徴とする防爆領域異常監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34564393A JP3322471B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 防爆領域異常監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34564393A JP3322471B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 防爆領域異常監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07182593A JPH07182593A (ja) | 1995-07-21 |
| JP3322471B2 true JP3322471B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=18377990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34564393A Expired - Fee Related JP3322471B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 防爆領域異常監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322471B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4540051B2 (ja) * | 2004-10-22 | 2010-09-08 | 国立大学法人東京農工大学 | 監視システム |
| JP5655398B2 (ja) * | 2010-07-01 | 2015-01-21 | トヨタ自動車株式会社 | 防爆エリアにおける個体認識方法 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP34564393A patent/JP3322471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07182593A (ja) | 1995-07-21 |
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