CN105492894A - 用于检测容器的容器检测装置及容器检测方法 - Google Patents

用于检测容器的容器检测装置及容器检测方法 Download PDF

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CN105492894A CN201480035840.XA CN201480035840A CN105492894A CN 105492894 A CN105492894 A CN 105492894A CN 201480035840 A CN201480035840 A CN 201480035840A CN 105492894 A CN105492894 A CN 105492894A
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Abstract

本发明提供一种用于检测容器(2)的容器检测装置(10)和容器检测方法。容器检测装置包括用于在检测时钟周期内照射容器(2)以用于检测容器(2)的至少一个光源(11、12、13)，其中容器检测装置(10)被配置为用于驱动至少一个光源(11、12、13)使得至少一个光源(11、12、13)被人(7)观测为独立于检测时钟周期持续地发光。

Description

用于检测容器的容器检测装置及容器检测方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测容器的容器检测装置和容器检测方法。容器检测装置和容器检测方法可以例如在容器处理设备中使用，在其中通过容器检测装置检测容器的故障、缺陷等。
背景技术
DE10017126C1示出了一种用于光学检查透明容器的方法与装置。执行所述方法的装置包括具有多个LED的LED照射屏，多个LED可被单独地或者成组地激活LED照射屏。LED照射屏邻近由一个接一个地设置的一排透明容器形成的流即容器流设置。当容器被LED照射屏照射时，容器的图片可被拍摄下来以执行容器的光学检查。
当前，在光学检查透明容器时，容器处理设备中的光源以一定频率或以一定的时钟周期(clock)闪光，时钟周期对应容器流的速率或者为其的倍数。在这里，光源可被配置为使得它们可以从0Hz到＞80Hz的频率照射光或发光或闪光。
然而，问题是当容器流具有特定速率时，光源将以能引起间断发作的频率闪光。例如当速率为37000个容器每小时时，相当于闪光频率为大约1027Hz。因此，不应该让易受这种影响的人作为操作者操作这种容器处理设备。
因此，本发明的目的是提供可以解决上述问题的一种用于检测容器的容器检测装置和容器检测方法。特别地，将提供一种用于检测容器的容器检测装置和容器检测方法，其可实现光源从不以能对别人的健康造成损害特别是间断发作的频率照射光或发光或闪光。
根据权利要求1，该目的通过用于检测容器的容器检测装置来解决。容器检测装置包括至少一个用于以检测时钟周期照射容器以用于检测容器的光源，其中容器检测装置被配置为用于驱动至少一个光源使得至少一个光源被人观测为独立于检测时钟周期持续地发光。
光源利用容器检测装置来驱动，使得光源主观地被认为从不以能对别人的健康造成损害特别是间断发作的频率照射光或发光或闪光。因此，在约10Hz范围内特别是在3-15Hz的范围内的闪光频率通过至少一个二次闪光频率来叠加。术语“被观测为持续地发光”在此并不意味着光源实际上持续地照射光或发光。而是，即使当闪光对于人是无意或有意地不可观测的，光源也能以预定的频率闪光，在下文中将通过参考实施例对其进行更详细地说明。术语“被观测为持续地发光”尤其包括光源被驱动以尤其仅以在能引起间断发作的临界频率范围之外的频率闪光。
容器检测装置的进一步的有利实施例在本发明的技术方案中被提到。
容器检测装置中的控制信号可被配置为取决于待被驱动的光源的至少一个参数。在此，控制信号可被配置为取决于待被驱动的光源的至少一个参数，使得一次闪光的功率逐步地增加和/或逐步地减小和/或从不同于零的预定的初始值开始增加。在控制信号从不同于零的预定的初始值开始增加的情况下，如果由于这样光源对于观察者来说就像光源在持续发光一样，则用于产生抗间断闪光信号的额外的闪光信号可根据具体情况被忽略。
在此，待被驱动的光源的至少一个参数可包括最大频率，和/或最大功率和/或待被驱动的光源的最大工作电流，其中，利用最大功率可驱动待被驱动的光源。
可能地，容器检测装置进一步包括用于利用控制信号控制光源的控制单元，控制信号与闪光信号重叠，通过控制单元，光源对应于检测时钟周期闪光，使得人观测到至少一个光源持续地发光或者光源的频率高于对人类变得危险的频率。
闪光信号根据容器处理设备的容器流的速率是可调节的，其中，容器检测装置可用于容器处理设备中。在此，控制单元可被配置为根据由检测时钟周期产生并用于驱动光源的频率是否被设置在预定的频率范围内来输出控制信号。在这种情况下，当需要避免对别人的健康的损害时，除了闪光信号将仅输出额外的控制信号。
预定的频率范围可包括能引起人类间断发作的频率。控制单元可因此通过考虑这种特殊频率范围来控制光源，且可因此避免对人类的健康造成的损害。
上述容器检测装置可进一步包括光学检测单元，其用于在检测时钟周期内光学地检测容器流的预定的容器，其中容器检测装置被配置为用于驱动至少一个光源，使得照射容器的光源被逐步地向上调整至最大值然后从最大值向下调整，并且，其中当光源以照射的最大值照射时，光学检测单元可被驱动用于执行光学检测。
上述容器检测装置可以是用于处理容器的容器处理设备的一部分。
本发明的目的进一步通过根据本发明的用于检测容器的容器检测方法来解决。容器检测方法包括步骤：用至少一个光源以预定的检测时钟周期照射容器用于检测容器，和驱动至少一个光源使得至少一个光源被人观测为独立于检测时钟周期持续地发光。
控制方法可获得与提到的关于控制单元的优势相同的优势。
本发明的进一步的可能的实施例还包括上述或者关于实施例的下文中的特征或方案的组合，即使它们未被明确提到。在此，本领域技术人员还将单个方面作为改善或补充添加到本发明的各自的基础方案中。
附图说明
在下文中，将通过实施例并参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了用于说明根据第一实施例的包括容器检测装置的机器的十分简化的视图；
图2示出了在根据第一实施例的由控制单元控制的机器的操作中产生的信号的时序图；
图3示出了在根据第一实施例的容器检测装置的操作中产生的另一信号的时序图；
图4示出了在根据第二实施例的容器检测装置的操作中产生的信号的时序图；
图5示出了在根据第三实施例的容器检测装置的操作中产生的信号的时序图；
图6示出了在根据第四实施例的容器检测装置的操作中产生的信号的时序图；
图7示出在根据第五实施例的容器检测装置的操作中产生的信号的时序图；以及
图8示出了在根据第六实施例的容器检测装置的控制单元的框图。
在附图中，相同的或者功能相同的元件具有相同的参考标记，除非以其它方式给出。
具体实施方式
图1示出了机器1，其可为例如容器处理设备，特别是空瓶检测机器、满瓶检测机器、标签控制单元、丝锥检测机器、预成型检测机器、充填高度控制机器、拉伸吹塑成型机、充填机、用于处理玻璃容器的机器等，包装设备、箱洗涤机等。尽管机器1在接下来的描述中部分地以容器处理设备为示例，但机器1不限于此。
在机器1中，生产和/或处理容器2，特别是透明塑料瓶、玻璃瓶、金属罐、预制件、满的、空的、封闭的、敞开的、贴标签的、没有贴标签的等等。这意味着所述检测系统在容器处理设备中可被设置在每个处理步骤的上游和/或下游。在图1中，为了简单起见不是所有的容器2都标有参考标记。容器流3中的容器2移动以经过容器检测装置10，在容器流3中的容器2被彼此单独地设置为一个接一个地排成一行。容器流3的速率可通过速率检测单元5来检测。机器1例如可由人7进行操作或也可仅由人7来观测。
在图1中，容器检测装置10具有第一光源11、第二光源12、第三光源13、第一光学检测单元14、第二光学检测单元15、第一图像采集器16、第一计算装置17、第二图像采集器18、第二计算装置19、控制单元20、第一触发信号转换器21、第二触发信号转换器22，其中，第一图像采集器16在下文中还仅被称为第一采集器16，第二图像采集器18在下文中还仅被称为第二采集器18。第一光源11由第一光源驱动单元111驱动。第二光源12由第二光源驱动单元121驱动。第三光源13由第三光源驱动单元131驱动。
第一光源11和/或第二光源12和/或第三光源13由于光源驱动单元111、121、131的驱动操作照射容器2，使得第一光学检测单元14和/或第二光学检测单元15可以光学地检测容器。如果第一光学检测单元14和/或第二光学检测单元15例如是照相机，则照相机可以拍摄图片，该图片可被评价以用于识别容器2的故障、缺陷等。
如图1所示，第一光源驱动单元111由第一采集器16和第一计算装置17组合驱动。第二光源驱动单元121由第二采集器18和第二计算装置19组合驱动。进一步地，第一光源驱动单元111和第二光源驱动单元121及第三光源驱动单元131由控制单元20驱动。控制单元20还可以为第一触发信号转换器21和/或第二触发信号转换器22输出信号或从第一触发信号转换器21和/或第二触发信号转换器22接收信号，其中，信号如图1中的虚线所示。
图2示出了不同时间分辨率的时序图。在此，SA1代表抗间断闪光信号，其具有在低时间分辨率中所示的20Hz的频率。而SA2代表对参照图3中的信号SA1处的箭头的稍微高点的时间分辨率的抗间断闪光信号的一部分的描述。SA最终指的是进一步高的时间分辨率的抗间断闪光信号的相同范围的描述。为简单起见，之前和之后总是谈到抗间断闪光信号SA，这是因为信号SA1、SA2事实上是与信号SA相同的信号。图2中进一步描述了从控制单元或采集器20输出的闪光信号SP和总信号SG。闪光信号SP具有时钟周期，利用该时钟周期检测容器2。该时钟周期在下文中也被参考作为容器检测装置10的检测时钟周期。
图2中示出了下列情况：闪光信号SP具有时钟周期，在37000容器每小时的通过量的情况下，容器处理设备中需要该时钟周期以用于照射容器2。由于该时钟周期，闪光信号SP的频率为大约1027Hz。该频率处于预定的频率范围内，在预定的频率范围内的频率可能引起对人7的健康的损害，特别是间断发作。根据目前的知识，该频率范围处于大约10Hz的范围内，特别是处于大约3Hz到大约15Hz的范围内。
由于这个原因，控制单元20输出抗间断闪光信号SA，其在图2中的频率为20Hz，20Hz大约为闪光信号SP的频率的两倍。于是，除了闪光信号SP以外，光源11、12、13利用抗间断闪光信号SA来驱动以用于照射或闪光。因此，作为相应的光源11、12、13的观测者的人7看到总信号SG，其在图2中被描述在闪光信号SP的下面。在此，人7将看到相应的光源11、12、13犹如光源11、12、13在持续地发光。所以容器处理设备不再能引起对别人的健康的损害，特别是间断发作。
图3示出了总信号SG的另一个示例，如果抗间断闪光信号SA的光闪的持续时间的值仅为大约10μs，则在第一个实施例的修改中各自光源11、12、13的观测者将看见该总信号SG。在这种情况下，闪光信号SP被设计为使得对于作为观测者的人7来说图3中示出的总信号SG即是结果。同样在这种情况下，人7将看到光源犹如光源在持续地发光，使得对别人的健康的损害特别是间断发作被避免。
图4示出了根据第二实施例的由控制单元20执行的第一光源11、第二光源12和第三光源13的驱动操作的信号图。在这个实施例中，机器1如在第一实施例中所描述的来实施。因此，以下只描述了与第一实施例的不同点。
如图4中所描述的，第一到第三光源11、12、13由控制单元20通过闪光信号SP来驱动，使得第一到第三光源11、12、13的每个光源的功率P随着时间t从值0开始逐步的增加。在各自光源11、12、13的功率增加到预定值即值PM的情况下，第一光学检测单元14和/或第二光学检测单元15被驱动以在记录的时间周期TA内执行光学检测，其中，值PM为用于驱动的最大值。该时间在图5中阶梯型曲线的最高水平即最大值PM处给出。在光学检测后或在记录的时间周期TA的结束处，控制单元20控制第一到第三光源11、12、13的每个光源的功率P，使得其功率P随着时间t再次逐步地减小至值0，如图5中所示。在此，光学检测单元不必在光源11、12、13的每次驱动中拍摄图片。
当驱动第一到第三光源11、12、13的频率由于容器2的速率处于预定的频率范围内时，闪光信号SP被优选地配置，如图4所示。正因为这样抗间断闪光信号SA可被忽略。尽管如此，观测者将看到光源11、12、13犹如它们在持续地发光，使得对别人的健康的损害特别是间断发作被避免。
图5示出了根据第三实施例的由控制单元20执行的第一光源11、第二光源12和第三光源13的驱动操作的信号图。而且，在这个实施例中，机器1如在第一实施例中所描述的来实施。因此，以下只描述了与前述实施例的不同点。
在这个实施例中，第一到第三光源11、12、13也随着时间t关于功率P被逐步地驱动，如在第二实施例中所描述的。然而，在此光源11、12、13中的至少一个由控制单元20来驱动，使得光源的功率P具有至少一个预定的初始值PA，如图5所示。进一步地，在这个实施例中，根据图5中随时间t的功率图在光源11、12、13的每次驱动操作中驱动第一光学检测单元14和/或第二光学检测单元15以用于光学检测。由于此，导致与第二实施例中相同的效果，使得抗间断闪光信号SA在此也可以被忽略。
图6示出了根据第四实施例由控制单元20执行的第一光源11、第二光源12和第三光源13的驱动操作的信号图。而且，在这个实施例中，机器1如在第一个实施例中所描述的来实施。因此，以下只描述了与前述实施例的不同点。
在这个实施例中，第一到第三光源11、12、13由具有如在第一实施例中所描述的频率的闪光信号SP来驱动。然而，在此光源11、12、13中的至少一个由控制单元20通过闪光信号SP来控制，使得光源的功率P随着时间t一直具有不同于零的预定的初始值PA，如图6所示。
在光源11、12、13中的一个为LED光源的情况下，预定的初始值PA具有一个值，在该值中LED具有最大的效率因子。例如，为了获得预定的初始值PA，LED可以10-20mA的工作电流来操作。为了获得如图6中示出的具有高于预定的初始值的PA的值的闪光，LED于是以大约100-120mA的工作电流在短时间功率极限下操作。
图6的控制信号产生与第二和第三实施例相同的效果，使得抗间断闪光信号SA在此可以根据具体情况被忽略。
图7示出了根据第五实施例的由控制单元20执行的第一光源11、第二光源12和第三光源13的驱动操作的信号图。而且，在这个实施例中，机器1如在第一个实施例中所描述的来实施。因此，以下只描述了与前述实施例的不同点。
在这个实施例中，光源11、12、13中的至少一个随着时间t由控制单元20通过类似于第四实施例的关于其功率P的闪光信号SP来驱动。所以控制单元20控制例如第一光源11从预定的初始值PA开始闪光预定的第一时间周期T1。预定的第一时间周期T1一结束，控制单元20驱动第一光源11，使得光源的功率P在第二个时间周期T2具有值PL，值PL小于预定的初始值PA，如图7所示。在此，用多个x标注在图7中的区域具有相同的面积。利用控制单元20的这种驱动操作可赢得时间，该时间对于在驱动中使用的电容的再充电是必要的。
于是，利用这种闪光信号SP可得到与第四实施例相同的效果，使得抗间断闪光信号SA在此也可以根据具体情况被忽略。
图8更详细地示出了根据第六实施例的控制单元20的构造。控制单元20具有确定模块201、判断模块202、存储模块203和输出模块204。各种数据205存储在存储模块203中。
确定模块201确定利用相应的光源11、12、13以哪种频率或以哪种时钟周期驱动第一到第三光源11、12、13以照射容器流3的预定的容器2用于对其的检测。在此，确定模块201可以使用速率检测单元5连续地检测容器2的速率和由此的容器流3的速率的检测结果。可选地，速率检测单元5也可检测容器2的没有示出的运输模块的速率。因此，确定模块201也可连续确定待确定的频率。确定模块201输出其确定结果即待确定的频率到输出模块204。
判断模块202被配置为用于判断频率或者时钟周期，其中，单个光源11、12、13可利用该频率或者时钟周期来驱动。在此，判断模块202用相应的光源11、12、13的参数作为基础。这些参数可以是例如用于驱动相应的光源11、12、13的最大可能的频率和/或用于相应的光源11、12、13的最大可能的功率和/或相应的光源11、12、13的最大工作电流。这些参数被存储在存储模块203中的数据205中。而且，判断模块202输出其判断结果即待判断的频率到输出模块。
此外，预定的频率范围存储在存储模块203中的数据205中，预定的频率范围包括可以引起对别人的健康的损害特别是如上所提到的间断发作的频率。
输出模块204被配置为输出用于控制相应的光源11、12、13的控制信号SA。控制信号SA至少考虑预定的频率范围与通过确定模块201确定的结果。此外，输出模块204在输出控制信号时可考虑通过判断模块202判断的结果。
为了建立控制信号SA，输出模块204访问存储模块203，更详细地说，访问存储在数据205中的预定的频率范围。在确定模块201确定了用于驱动第一到第三光源11、12、13的频率由于容器2的速率在预定的频率范围内的情况下，输出模块204根据容器流3将抗间断闪光信号SA和/或闪光信号SP作为控制信号输出，抗间断闪光信号SA和/或闪光信号SP在上文关于图2已被更详细地说明了。根据容器流3的闪光信号SP在以下都被简单地称为闪光信号SP。
然而，如果用于驱动第一到第三光源11、12、13的频率或时钟周期在预定的频率范围之外，则输出模块204将只输出闪光信号SP作为控制信号。预定的频率范围的界限可根据需求被添加到第一或第二所述的用于确定控制信号的条件中。
因此，在所有实施例中，相应的光源11、12、13的频率根据速率来控制，使得光源11、12、13具有如此高的频率以便让其看起来如持续发光的光源。除此之外，控制单元20，例如以设置在相应的光源11、12、13与各自的光学检测单元14、15之间的控制器的形式，观测目前需要哪种频率及哪个是可能的。由于相应的光源11、12、13的参数，像最大频率和作为容器2的容器的频率，控制单元20然后也处理要求，并传递高频触发信号至相应的光源11、12、13。如果这还不够，例如由于作为容器流3的容器流不能充分地连续地运转且因此相应的光源11、12、13由于此不能闪光，因为之前模拟的触发直接发生了，所以相应的光源11、12、13也可以被设计为使得频率可以高于必要的两倍。
容器检测装置10、控制单元20和容器检测方法的所有上述实施例可分别地或者以其所有可能的组合使用。特别是，第一到第六实施例的特征可以任意组合。此外，尤其可以想到下列变型。
在图中示出的元件被示意性地描述并可在具体的实施例中不同于图中所示的形式，只要保证上述功能。
容器检测装置10也可仅包括一个光源，例如第一光源11，或两个光源。可选地，容器检测装置10也可以包括多于三个光源。
进一步地，容器检测装置10也可以仅包括一个光学检测单元，例如第一光学检测单元14。可选地，容器检测装置10也可以包括多于两个光学检测单元。
第一光源11和/或第二光源12和/或第三光源13可以是LED光源。在LED光源中，可以存在多个LED光源，多个LED光源可以单个地或者成组地被驱动。
在第二实施例中，控制单元20也可驱动光源11、12、13中的至少一个光源，使得用于光源11、12、13的闪光的功率P随着时间连续地增加。而且，控制单元20还可驱动光源11、12、13中的另一个光源，使得光源11、12、13的功率P随着时间t连续地减小。在此，也可想到其它的变型。
进一步可能的是，容器检测装置10驱动光源11、12、13中的至少一个光源，使得光源以多倍的检测时钟周期特别是双倍的检测时钟周期被驱动以避免临界频率对别人的健康造成损害。
在第二到第五实施例中，当第一光学检测单元14和/或第二光学检测单元15将执行光学检测时，光源11、12、13在容器流3的照射中用光源11、12、13的最大功率来驱动。
在第六实施例中，输出模块204可进一步被配置为根据时间t输出用于控制光源11、12、13中的至少一个光源的控制信号，在时间t处已经发生了通过控制单元20的控制信号的光源11、12、13的最后的前述驱动操作。
在第六实施例中，如果用于驱动第一到第三光源11、12、13的频率处于预定的频率范围之外，输出模块204也可输出抗间断闪光信号SA。
此外，光源11、12、13中的至少一个光源可包括在容器检测装置10的操作中一直接通的至少一部分(segment)，除非相应的光源11、12、13被激活以闪光。该部分也被称作抗间断部分。该部分可包括合适的照射装置，如LED和/或至少一个其它的照射设备。同样地，该部分可以永久激活以提供一定的基础亮度。
此外，在第六实施例中，储存模块203不必是控制单元20的一部分。储存模块203也可以是控制单元20可以访问的外部存储单元。
参考符号列表
1：机器
2：容器
3：容器流
5：速率检测单元
7：人
10：容器检测装置
11：第一光源
12：第二光源
13：第三光源
14：第一光学检测单元
15：第二光学检测单元
16：第一图像采集器，第一采集器
17：第一计算装置
18：第二图像采集器，第二采集器
19：第二计算装置
20：控制单元
21：第一触发信号转换器
22：第二触发信号转换器
111：第一光源驱动单元
121：第二光源驱动单元
131：第三光源驱动单元
P：功率
PA：功率初始值
PM：功率最大值
PL：小于功率初始值的预定值
SA、SA1、SA2：抗间断信号
SP：闪光信号
SG：总信号
t：时间
TA：记录的时间周期
T1：预定的第一时间周期
T2：预定的第二时间周期

Claims (11)

1.一种用于检测容器(2)的容器检测装置(10)，所述容器检测装置(10)包括
至少一个光源(11、12、13)，其用于在检测时钟周期内照射容器(2)以用于检测所述容器(2)，
其中所述容器检测装置(10)被配置为用于驱动所述至少一个光源(11、12、13)使得所述至少一个光源(11、12、13)被人(7)观测为独立于所述检测时钟周期持续地发光。
2.根据权利要求1所述的容器检测装置(10)，其中所述控制信号(SA)被配置为取决于待被驱动的光源(11、12、13)的至少一个参数。
3.根据权利要求1或2所述的容器检测装置(10)，其中所述控制信号(SA)被配置为取决于待被驱动的光源(11、12、13)的至少一个参数，使得一次闪光的功率增加和/或逐步地减小和/或从不同于零的预定的初始值(PA)开始增加。
4.根据权利要求2或3所述的容器检测装置(10)，其中待被驱动的所述光源(11、12、13)的至少一个参数可包括：最大频率，利用所述最大频率可驱动待被驱动的所述光源(11、12、13)；和/或最大功率；和/或待被驱动的所述光源(11、12、13)的最大工作电流。
5.根据前述权利要求中的一项所述的容器检测装置(10)，其进一步包括用于利用控制信号(SA)控制所述光源(11、12、13)的控制单元(20)，所述控制信号(SA)与闪光信号(SP)重叠，通过所述控制单元，所述光源(11、12、13)对应于所述检测时钟周期闪光，使得人观测到所述至少一个光源(11、12、13)持续地发光。
6.根据前述权利要求中的一项所述的容器检测装置(10)，其中所述闪光信号根据容器处理设备(1)的容器流(3)的速率是可调节的，所述容器检测装置(10)在所述容器处理设备(1)中是可用的。
7.根据权利要求5或6所述的容器检测装置(10)，其中所述控制单元(20)被配置为根据所述检测时钟周期产生并用于驱动所述光源(11、12、13)的频率是否处于预定的频率范围内来输出所述控制信号。
8.根据权利要求7所述的容器检测装置(10)，其中所述预定的频率范围包括可引起人(7)间断发作的频率。
9.根据前述权利要求中的一项所述的容器检测装置(10)，进一步包括
光学检测单元(14、15)，其用于以所述检测时钟周期光学地检测所述容器流(3)的预定的容器(2)，
其中所述控制单元(20)被配置为用于驱动所述至少一个光源(11、12、13)使得照射容器(2)的所述光源(11、12、13)被逐步地向上调整至最大值(PM)然后从所述最大值(PM)向下调整，以及，
其中，当所述光源(11、12、13)正以照射的所述最大值(PM)照射时，所述光学检测单元(14、15)是可驱动的以用于执行光学检测。
10.一种用于处理容器的容器处理设备，其包括根据前述权利要求中的一项的容器检测装置(10)。
11.一种用于检测容器的容器检测方法，所述容器检测方法包括步骤：
利用至少一个光源(11、12、13)以预定的检测时钟周期照射容器(2)以用于检测所述容器(2)，以及
驱动所述至少一个光源(11、12、13)，使得所述至少一个光源(11、12、13)被人(7)观测为独立于所述检测时钟周期持续地发光。
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