JPS594250Y2 - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
- Publication number
- JPS594250Y2 JPS594250Y2 JP6801379U JP6801379U JPS594250Y2 JP S594250 Y2 JPS594250 Y2 JP S594250Y2 JP 6801379 U JP6801379 U JP 6801379U JP 6801379 U JP6801379 U JP 6801379U JP S594250 Y2 JPS594250 Y2 JP S594250Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- impedance
- flow rate
- conduit
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は電磁流量計発信器の導管内の流体が空になっ
たとき、このことを検出して警報信号を出力したり、通
常の出力を上限側または下限側に振り切らすなどの一種
のバーンアウト機能を備えた電磁流量計に関するもので
ある。
たとき、このことを検出して警報信号を出力したり、通
常の出力を上限側または下限側に振り切らすなどの一種
のバーンアウト機能を備えた電磁流量計に関するもので
ある。
電磁流量計は導管の中を流れる流体の流量を一対の電極
により測定するものであるが、導管内の流体がなくなり
空の状態になると電極間のインピーダンスが極めて大き
くなるため、この電磁から信号を取出す信号線が外界の
誘導ノイズを拾い、電磁流量計の出力が不安定となる。
により測定するものであるが、導管内の流体がなくなり
空の状態になると電極間のインピーダンスが極めて大き
くなるため、この電磁から信号を取出す信号線が外界の
誘導ノイズを拾い、電磁流量計の出力が不安定となる。
第1図はこのような空の状態時に出力を一方に振り切ら
すバーンアウト機能を備えた、商用電源励磁方式の従来
からの電磁流量計発信器の概略構成を示すブロック系統
図である。
すバーンアウト機能を備えた、商用電源励磁方式の従来
からの電磁流量計発信器の概略構成を示すブロック系統
図である。
破線で囲まれた部分1は発信器側を示し、他の部分は変
換器側に属し、発信器と変換器は端子A、B、C,RC
,RNにより接続されている。
換器側に属し、発信器と変換器は端子A、B、C,RC
,RNにより接続されている。
一般に発信器と変換器とはシールドケーブルにより接続
されているが、本図では簡略化のため省略して図示して
いない。
されているが、本図では簡略化のため省略して図示して
いない。
10は測定流体を流す導管であり、1 a、1 a’は
導管10の直径方向に取付けられた一対の電極を示す。
導管10の直径方向に取付けられた一対の電極を示す。
1bは導管10に垂直な磁界を発生する励磁コイルであ
り、一般に商用電源eACにより励磁される。
り、一般に商用電源eACにより励磁される。
1Cは励磁コイルと電源eACとの間にその1次側巻線
が直列に接続され、その2次巻線が端子RC,RNに接
続されたカレントトランスで、電源eACの変動により
生ずる磁界の変動を励磁電流により検出するためのもの
である。
が直列に接続され、その2次巻線が端子RC,RNに接
続されたカレントトランスで、電源eACの変動により
生ずる磁界の変動を励磁電流により検出するためのもの
である。
電極1a、1a’は夫々端子A、Hに接続され、導管1
0より接液電位線が端子Cに接続される。
0より接液電位線が端子Cに接続される。
電極1a、1a’間に発生する流量信号は端子A、Bよ
り取り出され差動アンプ2によりその電圧信号が増幅さ
れた後、割算器21で電源eACの変動によって生じる
流量信号の変動を補償する。
り取り出され差動アンプ2によりその電圧信号が増幅さ
れた後、割算器21で電源eACの変動によって生じる
流量信号の変動を補償する。
即ち、電源eACの変動により生じる流量信号の変動は
、端子RC,RN間に接続された抵抗rにより比較電圧
に変換され、差動アンプ2の出力はこの比較電圧で割算
され測定流体の流速に比例した信号が出力される。
、端子RC,RN間に接続された抵抗rにより比較電圧
に変換され、差動アンプ2の出力はこの比較電圧で割算
され測定流体の流速に比例した信号が出力される。
また端子Aと端子RN(或はRC)との間にはバーンア
ウトコンデンサ11が接続され、バーンアウト回路を構
成している。
ウトコンデンサ11が接続され、バーンアウト回路を構
成している。
以下バーンアウト回路について若干の説明を行うが、こ
のバーンアウト回路は、日刊工業新聞発行の流量(下)
P、138に詳しく述べられている。
のバーンアウト回路は、日刊工業新聞発行の流量(下)
P、138に詳しく述べられている。
電極1a、la’と導管10との間または電極1a、1
a’間のインピーダンスは測定流体の導電率によって変
化する。
a’間のインピーダンスは測定流体の導電率によって変
化する。
これらインピーダンスはRa。Re 、 Rcなるイン
ピーダンス各々一端を共通に他端が電極1a、1a’、
導管10に接続されたものと等価である。
ピーダンス各々一端を共通に他端が電極1a、1a’、
導管10に接続されたものと等価である。
導管10内に流体が流れている時は、コンデンサ11の
容量は例えば20 PF程度に選択されており小さいの
でそのインピーダンスはインピーダンスRa 、 Rb
、 Rcと比してきわめて大きな値である。
容量は例えば20 PF程度に選択されており小さいの
でそのインピーダンスはインピーダンスRa 、 Rb
、 Rcと比してきわめて大きな値である。
したがって比較電圧信号はアンプ2の出力値にはあまり
影響を与えない。
影響を与えない。
一方導管10内の液体がなくなり空の状態になると、イ
ンピーダンスRa。
ンピーダンスRa。
Rb、RCがコンデンサ11のインピーダンスに比較し
て非常に大きな値となる。
て非常に大きな値となる。
したがって比較電圧が端子C,A間に加わり、アンプ2
の出力が上限又は下限の方向に振り切れる。
の出力が上限又は下限の方向に振り切れる。
なお、導管10内の液体が空になったとき、出力を上限
側に振り切らすか下限側に振り切らすかは、バーンアウ
トコンデンサ11の一端を端子RCか又は端子RNのい
ずれに接続するかによって決まる。
側に振り切らすか下限側に振り切らすかは、バーンアウ
トコンデンサ11の一端を端子RCか又は端子RNのい
ずれに接続するかによって決まる。
しかしながらこのような従来からのバーンアウト回路は
、以下の如くの種々の欠点があった。
、以下の如くの種々の欠点があった。
(1)バーンアウトコンデンサ11のインピーダンスは
電極1a、la’、導管10間のインピーダンスRa、
Rb、Rcよりも大で出力に影響をあまり与えないが、
導管内の流体の導電率が変化すると、バーンアウトコン
デンサ11を介して端子Aに加えられる信号の位相が変
化する。
電極1a、la’、導管10間のインピーダンスRa、
Rb、Rcよりも大で出力に影響をあまり与えないが、
導管内の流体の導電率が変化すると、バーンアウトコン
デンサ11を介して端子Aに加えられる信号の位相が変
化する。
このため出力のゼロ点が変動する。
(2)信号線のシールドを十分に行っていないと、導管
内の流体がなくなり空の状態となったときに信号線から
大きな誘導ノイズを受け、この誘導ノイズにより人力ア
ンプが飽和してしまい、コンテ゛ンサ11によるバーン
アウトの機能が発揮されない。
内の流体がなくなり空の状態となったときに信号線から
大きな誘導ノイズを受け、この誘導ノイズにより人力ア
ンプが飽和してしまい、コンテ゛ンサ11によるバーン
アウトの機能が発揮されない。
(3)測定流体の導電率が低い場合には、電極1a。
1a’導管10間のインピーダンスRa、Rb、Rcが
高くなり、導管10内に測定流体がない場合のインピー
ダンスRa、Rb、Rcとのインピーダンスの差が大き
くないためにバーンアウト回路を満足に動作させること
は困難となる。
高くなり、導管10内に測定流体がない場合のインピー
ダンスRa、Rb、Rcとのインピーダンスの差が大き
くないためにバーンアウト回路を満足に動作させること
は困難となる。
また測定流体の導電率が低いと、測定中における誘導ノ
イズの影響を大きく受ける。
イズの影響を大きく受ける。
(4)低周波励磁型の電磁流量計においては、従来方式
のバーンアウト回路を適用することは構成上不可能であ
ったが、商用電源から発生される誘導ノイズは原理上打
消すことが可能であり、導管1内の流体がなくなっても
誘導ノイズにより出力の不安定を起すことはない。
のバーンアウト回路を適用することは構成上不可能であ
ったが、商用電源から発生される誘導ノイズは原理上打
消すことが可能であり、導管1内の流体がなくなっても
誘導ノイズにより出力の不安定を起すことはない。
しかしシールドが完全でないと、上述の(2)の欠点、
即ち、入力のバッファアンプが飽和してしまうことが生
じることがあり、出力に異常が生じることがある。
即ち、入力のバッファアンプが飽和してしまうことが生
じることがあり、出力に異常が生じることがある。
本考案は、これら上記の欠点を除去した電磁流量計を提
案するものであり、一方の電極より取出される流量信号
と識別可能なインピーダンス検出信号をインピーダンス
要素を介して電極に与え、このインピーダンス検出信号
のレベルにより導管内の流体の有無を判定し、この判定
によりバーンアウトを行うものである。
案するものであり、一方の電極より取出される流量信号
と識別可能なインピーダンス検出信号をインピーダンス
要素を介して電極に与え、このインピーダンス検出信号
のレベルにより導管内の流体の有無を判定し、この判定
によりバーンアウトを行うものである。
そしてさらに、インピーダンス検出信号の信号源及びイ
ンピーダンス要素により流量信号を取扱う電子回路の人
力インピーダンスを低下させないために、インピーダン
ス要素が後に詳述するシールドドライブ回路に接続され
、流量信号のみがシールドドライブされる。
ンピーダンス要素により流量信号を取扱う電子回路の人
力インピーダンスを低下させないために、インピーダン
ス要素が後に詳述するシールドドライブ回路に接続され
、流量信号のみがシールドドライブされる。
以下本考案を図面に基いて説明する。
第2図は本考案の説明するための原理構成図であるが、
励磁コイル及び比較電圧の発生回路部分の構成は省略し
て描いである。
励磁コイル及び比較電圧の発生回路部分の構成は省略し
て描いである。
また第1図と同一の構成要素には以下同一符号を付して
説明を省略する。
説明を省略する。
端子A、Bに供給される流量信号は一般にバッファアン
プ3,3′を介して差動アンプ2により電極1 a、l
a’間の信号が取り出される。
プ3,3′を介して差動アンプ2により電極1 a、l
a’間の信号が取り出される。
第2図においては、一方のバッファアンプ3の入力側に
インピーダンス要素4が接続され、該インピーダンス要
素4には流量信号と識別可能な検出信号■1が信号源5
より供給される。
インピーダンス要素4が接続され、該インピーダンス要
素4には流量信号と識別可能な検出信号■1が信号源5
より供給される。
検出信号V1は例えば直流電圧或は流量信号と周波数の
異なる交流信号が用いられる。
異なる交流信号が用いられる。
一方バツファアンプ3の出力は差動アンプ2に供給され
るとともに、上記流量信号は通過させるが上記検出信号
は通過させないフィルタ6を介して上記インピーダンス
要素4にフィードバックされる。
るとともに、上記流量信号は通過させるが上記検出信号
は通過させないフィルタ6を介して上記インピーダンス
要素4にフィードバックされる。
従っていまインピーダンス要素4のインピーダンスをZ
、バッファアンプ3のループゲインをAとすると流量信
号に対するバッファアンプの入力インピーダンスZiは
ZizAZとなり、ループゲインAを十分大きくとれば
入力インピーダンスZiは無限大に近くなる。
、バッファアンプ3のループゲインをAとすると流量信
号に対するバッファアンプの入力インピーダンスZiは
ZizAZとなり、ループゲインAを十分大きくとれば
入力インピーダンスZiは無限大に近くなる。
従って、バッファアンプの入力側にインピーダンス要素
4を接続したことにより端子Aから供給される流量信号
に悪影響を与えることはない。
4を接続したことにより端子Aから供給される流量信号
に悪影響を与えることはない。
また発信器1の端子A−C間のインピーダンスを21と
するとバッファアンプ3の入力には流量信号の他にvl
・Z/(Z+Z、)なるインピーダンス検出信号が加わ
る。
するとバッファアンプ3の入力には流量信号の他にvl
・Z/(Z+Z、)なるインピーダンス検出信号が加わ
る。
よってバッファアンプ3の出力には流量信号とインピー
ダンス検出信号との和信号が出力されるが、このうちイ
ンピーダンス検出信号は分離手段7にて分離され、さら
にこの分離されたインピーダンス検出信号は判定回路8
により電極間インピーダンスが判定される。
ダンス検出信号との和信号が出力されるが、このうちイ
ンピーダンス検出信号は分離手段7にて分離され、さら
にこの分離されたインピーダンス検出信号は判定回路8
により電極間インピーダンスが判定される。
なお第2図において分離手段は差動アンプ2の前段に記
されているが、差動アンプ2の後段に設けて、差動アン
プ2の出力信号よりインピーダンス検出信号を分離して
もよい。
されているが、差動アンプ2の後段に設けて、差動アン
プ2の出力信号よりインピーダンス検出信号を分離して
もよい。
第3図は本考案のさらに具体的な実施例を示す接続図で
あり、第2図と同一要素には同一符号が付されている。
あり、第2図と同一要素には同一符号が付されている。
端子Aからの流量信号は差動アンプ30の非反転入力端
子に加えられる。
子に加えられる。
差動アンプ30の出力は反転入力端子にフィードバック
され、また反転入力端子にはコンデンサ61及び抵抗6
2が直列接続されて接地され、コンテ゛ンサ61と抵抗
62との接続点aと、差動アンプ30の非反転入力端子
す点との間には抵抗40が接続され、抵抗62の接続点
a側でない方の端子は接地されている。
され、また反転入力端子にはコンデンサ61及び抵抗6
2が直列接続されて接地され、コンテ゛ンサ61と抵抗
62との接続点aと、差動アンプ30の非反転入力端子
す点との間には抵抗40が接続され、抵抗62の接続点
a側でない方の端子は接地されている。
また接続点aには抵抗41を介して直流信号源50が接
続されている。
続されている。
コンテ゛ンサ61と抵抗62の直列接続された回路は、
差動アンプ30の出力信号のうち流量信号は通すが直流
信号であるインピーダンス検出信号は通さない。
差動アンプ30の出力信号のうち流量信号は通すが直流
信号であるインピーダンス検出信号は通さない。
従って、a点はb点と流量信号に対しては同電位となり
、抵抗40には流量信号は流れず差動アンプ30は流量
信号に対して高インピーダンスを保つことができる。
、抵抗40には流量信号は流れず差動アンプ30は流量
信号に対して高インピーダンスを保つことができる。
このような構成をシールドドライブと言う。
しかしながら、直流信号であるインピーダンス検出信号
はフィルタの働きにより差動アンプ30の出力よりフィ
ードバックされず、インピーダンス検出信号に対しては
シールドドライブされない。
はフィルタの働きにより差動アンプ30の出力よりフィ
ードバックされず、インピーダンス検出信号に対しては
シールドドライブされない。
端子Bからの流量信号は差動アンプ31にてインピーダ
ンス変換される。
ンス変換される。
この差動アンプ31は流量信号のインピーダンス変換を
行う。
行う。
また図示の如くコンデンサ32、抵抗33、抵抗34よ
りなるシールドドライブ回路を構成している。
りなるシールドドライブ回路を構成している。
差動アンプ30及び31の出力は夫々抵抗21.24を
介して差動アンプ2の非反転入力端子及び反転入力端子
に接続される。
介して差動アンプ2の非反転入力端子及び反転入力端子
に接続される。
また非反転入力端子は抵抗22を介して接地され、反転
入力端子は抵抗23を介して差動アンプ2の出力と接続
されており、差動アンプ30と31との出力信号の差を
増幅する。
入力端子は抵抗23を介して差動アンプ2の出力と接続
されており、差動アンプ30と31との出力信号の差を
増幅する。
差動アンプ2の増幅ゲインは抵抗21〜24の値により
適切に設定される。
適切に設定される。
差動アンプ2の出力は流量信号として取り出され、本図
においては図示されてないが、第1図において既に説明
した割算器に供給される。
においては図示されてないが、第1図において既に説明
した割算器に供給される。
一方差動アンプ2の出力は抵抗71.コンデンサ72と
を含みローパスフィルタを構成する分離手段7を通じて
、直流信号であるインピーダンス検出信号が判定回路8
に供給される。
を含みローパスフィルタを構成する分離手段7を通じて
、直流信号であるインピーダンス検出信号が判定回路8
に供給される。
判定回路8は差動アンプ80と可変抵抗81と基準電源
■2とを含み、差動アンプ80に供給されているインピ
ーダンス検出信号の電位が可変抵抗81により設定され
た電位■3を越えると判定出力を出力する。
■2とを含み、差動アンプ80に供給されているインピ
ーダンス検出信号の電位が可変抵抗81により設定され
た電位■3を越えると判定出力を出力する。
差動アンプ30の非反転入力端子のb点には直流信号v
b が加わっている。
b が加わっている。
ここで、抵抗40及び抵抗62は導管10に流体が満水
の時のインピーダンスRa。
の時のインピーダンスRa。
Rb 、 Rcに比べて十分大きな値に選ばれる。
また導管10内に流体がなく空の状態の時は、Ra、R
b、Rcは大きな値となる。
b、Rcは大きな値となる。
したがって、導管10に流体が満水の時のb点の直流電
位をvb′、導管10に流体がなく空の状態の時のb点
の直流電位をvb″とすれば゛、 となり、vb’<vb”なる関係となる。
位をvb′、導管10に流体がなく空の状態の時のb点
の直流電位をvb″とすれば゛、 となり、vb’<vb”なる関係となる。
従って可変抵抗器81により設定電位■3をk (Vb
’+Vb”)72(kは差動アンプ2の増幅ゲイン)程
度に設定しておけば、導管10内の流体がなくなり空の
状態となると、インピーダンス検出1言号が設定値V3
を越え判定出力を発生する。
’+Vb”)72(kは差動アンプ2の増幅ゲイン)程
度に設定しておけば、導管10内の流体がなくなり空の
状態となると、インピーダンス検出1言号が設定値V3
を越え判定出力を発生する。
この判定出力を用いてバーンアウト動作を行わすことが
できる。
できる。
第4図は本考案の他の具体的実施例を示す接続図であり
、第3図と同一要素には同一符号を付して説明を省略す
る。
、第3図と同一要素には同一符号を付して説明を省略す
る。
二の実施例においてはインピーダンス検出信号として交
流信号を用いているところが第2図の実施例と異なって
おり、インピーダンス検出信号の違いによりフィルタ回
路及び分離手段の構成が異っている。
流信号を用いているところが第2図の実施例と異なって
おり、インピーダンス検出信号の違いによりフィルタ回
路及び分離手段の構成が異っている。
即ち、検出信号源としては流量信号の周波数よりも高い
周波数の交流電圧を発生する信号源51を用い、フィル
タ回路としては、検出信号は通過させず流量信号は通過
させるフィルタを構成する。
周波数の交流電圧を発生する信号源51を用い、フィル
タ回路としては、検出信号は通過させず流量信号は通過
させるフィルタを構成する。
この例では差動アンプ30の反転入力端子と接続点aと
の間にコンデンサ63とコイル64との直列回路が挿入
され、コンデンサ63とコイル64との接続点はコンデ
ンサ65を介して接地される。
の間にコンデンサ63とコイル64との直列回路が挿入
され、コンデンサ63とコイル64との接続点はコンデ
ンサ65を介して接地される。
このようなフィルタにより検出信号は接続点aにはフィ
ードバックされない。
ードバックされない。
また分離回路7においては、コンテ゛ンサ73により高
い周波数の検出信号のみが通過し、ダイオード74によ
り整流され、整流された検出信号はコンテ゛ンサ75と
抵抗76との並列回路により平滑されて判定回路8へと
供給される。
い周波数の検出信号のみが通過し、ダイオード74によ
り整流され、整流された検出信号はコンテ゛ンサ75と
抵抗76との並列回路により平滑されて判定回路8へと
供給される。
よって差動アンプ2の出力に含まれる検出信号は分離回
路7によって分離される。
路7によって分離される。
第5図には第3図及び第4図の接続図にて示した実施例
における差動アンプ2を省略した構成を示すものであり
、差動アンプ31の出力は、抵抗27を介して差動アン
プ30の反転入力端子に供給される。
における差動アンプ2を省略した構成を示すものであり
、差動アンプ31の出力は、抵抗27を介して差動アン
プ30の反転入力端子に供給される。
一方差動アンプ30の出力は抵抗25を介して反転入力
端子に接続されるとともに、反転入力端子は抵抗26を
介して接地される。
端子に接続されるとともに、反転入力端子は抵抗26を
介して接地される。
このようにして回路、構成を簡単にすることができる。
また端子A及びBと差動アンプ30及び31との非反転
入力との間に保護抵抗91.92を挿入することもでき
る。
入力との間に保護抵抗91.92を挿入することもでき
る。
以上説明して来た如く、本考案においては流量信号を受
けるバッファアンプの前段にインピーダンス要素を設け
てシールドドライブしているので、流量信号に対しては
入力インピーダンスを下げることがなく、流量信号に悪
影響を与えることはない。
けるバッファアンプの前段にインピーダンス要素を設け
てシールドドライブしているので、流量信号に対しては
入力インピーダンスを下げることがなく、流量信号に悪
影響を与えることはない。
また、特に液体の導電率が低い場合でも、電極間のイン
ピーダンス変化を精度良く検出できるため、導管が空の
状態になるのを容易に判別できる。
ピーダンス変化を精度良く検出できるため、導管が空の
状態になるのを容易に判別できる。
さらにこのような機能を比較的簡単な構成にて実現でき
る。
る。
第1図はバーンアウト機構を備えた従来の電磁流量計を
示すブロック系統図、第2図は本考案の原理構成図、第
3図は本考案の具体的な一実施例を示す接続図、第4図
、第5図は具体的な実施例を示す接続図である。 3.3’・・・・・バッファアンプ、4・・・・・・イ
ンピーダンス要素、5・・・・・・検出信号源、6・・
・・・・フィルタ、7・・・・・・分離手段、8・・・
・・・判定回路。
示すブロック系統図、第2図は本考案の原理構成図、第
3図は本考案の具体的な一実施例を示す接続図、第4図
、第5図は具体的な実施例を示す接続図である。 3.3’・・・・・バッファアンプ、4・・・・・・イ
ンピーダンス要素、5・・・・・・検出信号源、6・・
・・・・フィルタ、7・・・・・・分離手段、8・・・
・・・判定回路。
Claims (1)
- 導管に設けられた電極より流量信号を取り出して流量測
定を行う電磁流量計において、上記電極の一方の信号を
受けるバッファアンプと、該バッファアンプの入力側に
接続されたインピーダンス要素と、該インピーダンス要
素に上記流量信号と識別可能な検出信号を供給する信号
源と、上記バッファアンプの出力のうち流量(Q−のみ
を通過させて上記インピーダンス要素に帰還するフィル
タと、上記バッファアンプの出力より上記検出信号のみ
を分離する分離手段と、上記分離手段により分離された
検出信号により電極間インピーダンスを判定する判定回
路とを具備してなる電磁流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6801379U JPS594250Y2 (ja) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6801379U JPS594250Y2 (ja) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | 電磁流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55167116U JPS55167116U (ja) | 1980-12-01 |
JPS594250Y2 true JPS594250Y2 (ja) | 1984-02-07 |
Family
ID=29301896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6801379U Expired JPS594250Y2 (ja) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS594250Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-05-21 JP JP6801379U patent/JPS594250Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55167116U (ja) | 1980-12-01 |
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