CN108204983A - 多孔洞检测系统、装置及方法 - Google Patents

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CN108204983A CN201710156848.7A CN201710156848A CN108204983A CN 108204983 A CN108204983 A CN 108204983A CN 201710156848 A CN201710156848 A CN 201710156848A CN 108204983 A CN108204983 A CN 108204983A
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杨实文
吴其霖
颜维廷
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Abstract

一种多孔洞检测系统、装置及方法，系统包括发光模块、检测模块与分析模块。发光模块发射光线以分别通过待测物的多个孔洞。检测模块包括具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应多个非圆形孔的感光单元，且每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至多个孔洞中的一个。光线分别通过与多个孔洞相对应的多个非圆形孔，且多个感光单元分别感测通过多个非圆形孔的光线的光通量以产生光通量信号。分析模块依据光通量信号分析出与多个非圆形孔相对应的多个孔洞的状态。

Description

多孔洞检测系统、装置及方法
技术领域
本发明涉及一种多孔洞检测系统、装置及方法，尤其涉及一种使用非圆形孔的多孔洞检测系统、装置及方法。
背景技术
纺织产业的生产流程中所使用的喷丝板上有许多微小的喷丝孔，多个喷丝孔是否通畅或堵塞将影响纺织品成品的品质，传统的检测方式为利用CCD(Charge-CoupledDevice、感光耦合元件)影像装置撷取并逐孔检查多个喷丝孔是否被堵塞。
然而，随着高性能的纺织品与纺织品产能日益增加，多个喷丝孔的密度也不断增加且彼此的间距越来越小，故利用CCD影像装置逐孔检查多个喷丝孔的堵塞程度变得相当耗时且检测准确率较低。
因此，如何解决上述已知技术的问题，实已成为本领域技术人员的一大课题。
发明内容
本发明提供一种多孔洞检测系统、装置及方法，其能提高对待测物的多个孔洞的状态的检测准确率。
本发明的多孔洞检测系统包括发光模块、检测模块以及分析模块。发光模块用于发射光线以分别通过待测物的多个孔洞。检测模块包括具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应多个非圆形孔的感光单元，其中，多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至待测物的多个孔洞中的一个，光线分别通过与待测物的孔洞相对应的多孔板的多个非圆形孔，且多个感光单元分别感测通过多个非圆形孔的光线的光通量以产生光通量信号。分析模块依据多个感光单元所产生的光通量信号分析出与多孔板的多个非圆形孔相对应的待测物的多个孔洞的状态。
本发明的多孔洞检测装置包括发光模块以及检测模块。发光模块用于发射光线以分别通过待测物的多个孔洞。检测模块包括一具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应多个非圆形孔的感光单元，其中，多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至待测物的多个孔洞中的一个，光线分别通过与待测物的多个孔洞相对应的多孔板的多个非圆形孔，且多个感光单元分别感测通过多个非圆形孔的光线的光通量以产生光通量信号。
本发明的多孔洞检测方法包括：提供具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应多个非圆形孔的感光单元，且多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至待测物的多个孔洞中的一个；发射光线以分别通过待测物的多个孔洞，且光线分别通过与待测物的多个孔洞相对应的多孔板的多个非圆形孔；由多个感光单元分别感测通过多个非圆形孔的光线的光通量以产生光通量信号；以及依据多个感光单元所产生的光通量信号分析出与多孔板的多个非圆形孔相对应的待测物的多个孔洞的状态。
由上可知，本发明的多孔洞检测系统、装置及方法中，主要是提供具有多个非圆形孔的多孔板，且多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至待测物的多个孔洞中的一个。因此，光线只会从待测物的一个孔洞通过多孔板的一个非圆形孔，故检测模块或分析模块自多个非圆形孔所测得的光通量信号或电压信号较干净且具有较少杂波信号，从而提高对待测物的多个孔洞的状态的检测准确率。
附图说明
图1A是一般多孔洞检测系统中，使用具有多个圆形孔的多孔板检测具有多个喷丝孔的喷丝板的俯视图；
图1B是图1A中具有多个圆形孔的多孔板与具有多个喷丝孔的喷丝板的部分放大图；
图2是一般多孔洞检测系统中，使用具有多个圆形孔的多孔板检测通过具有多个喷丝孔的喷丝板的光通量所测得的电压信号的波形图；
图3是本发明中多孔洞检测系统及多孔洞检测装置的方块示意图，且图中仅显示多孔洞检测装置的一部分；
图4是本发明图3中多孔洞检测装置的放大图；
图5A是本发明的多孔洞检测系统及多孔洞检测装置中，使用具有多个非圆形孔的多孔板检测具有多个孔洞的待测物的俯视图；
图5B是本发明图5A中具有多个非圆形孔的多孔板与具有多个孔洞的待测物的部分放大图；
图5C是本发明图5B中多个非圆形孔的各种不同态样的示意图；
图6是本发明的多孔洞检测方法的流程图；
图7是本发明的多孔洞检测系统及多孔洞检测装置中，使用具有多个非圆形孔的多孔板检测通过具有多个孔洞的待测物的光通量所测得的电压信号的波形图。
【附图标记说明】
11、51-多孔板； 12-圆形孔；
13-喷丝板； 14-喷丝孔；
15、62-电压信号； 16、63-脉波；
17-杂波信号； 2-多孔洞检测系统；
3-发光模块； 31-光线；
32-发散角局限单元； 4-待测物；
41-孔洞； 5-多孔洞检测装置；
50-检测模块；
52、52a、52b、52c、52d、52e、52f-非圆形孔；
53-开孔； 54-感光单元；
55-光通量信号； 6-分析模块；
61-信号转换单元； 7-显示模块；
8-旋转模块； 9-影像撷取模块；
91-透镜单元； 92-影像感光单元；
93-指示单元； A1、A2、B1、B2-线段；
C-间距； D-深度；
F-圆边； G-导角；
L-长度； P1、P2-波峰；
R1、R2-旋转方向； W1、W2、W3-宽度；
S11至S14-步骤。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1A是一般的多孔洞检测系统(图中未示出)中，使用具有多个圆形孔12的多孔板11检测具有多个喷丝孔14的喷丝板(spinneret)13的俯视图。图1B是图1A中具有多个圆形孔12的多孔板11与具有多个喷丝孔14的喷丝板13的部分放大图。图2是图1A的多孔洞检测系统中，使用具有多个圆形孔12的多孔板11检测通过具有多个喷丝孔14的喷丝板13的光通量所测得的电压信号15的波形图，且图2的横向座标中距离的单位可为任意单位(arbitrary unit，a.u)。
如图1A与图1B所示，多孔洞检测系统是依据一旋转方向R1(如逆时针方向)旋转喷丝板13，并透过多孔板11的多个圆形孔12陆续检测喷丝板13的多个喷丝孔14的堵塞程度。
然而，因多孔板11的每一个圆形孔12在一个时间点会有同时对应到喷丝板13的多个喷丝孔14中两个孔的情况，故光线(图中未示出)会从喷丝板13的二个喷丝孔14通过多孔板11的一个圆形孔12，导致多孔洞检测系统自多孔板11的多个圆形孔12所测得的电压信号15较混乱且具有较多杂波信号17(见图2)。
此外，从图2可知，电压信号15的多个脉波16的平均电压差(如线段A2与线段A1间的电压差)约为0.45V(伏特)，也即多个脉波16的平均波峰电压(约1.45V)减去多个脉波16的平均波谷电压(约1.0V)等于多个脉波16的平均电压差(约0.45V)，表示图1A至图1B的光线自喷丝板13的多个喷丝孔14通过多孔板11的多个圆形孔12的光通量较小。
图3是本发明中多孔洞检测系统2及多孔洞检测装置5的方块示意图，且图中仅显示多孔洞检测装置5的一部分。图4是本发明图3中多孔洞检测装置5的放大图。图5A是本发明的多孔洞检测系统2及多孔洞检测装置5中，使用具有多个非圆形孔52的多孔板51检测具有多个孔洞41的待测物4的俯视图。图5B是本发明图5A中具有多个非圆形孔52的多孔板51与具有多个孔洞41的待测物4的部分放大图。
如图3至图5B所示，多孔洞检测系统2主要包括多孔洞检测装置5与分析模块6，而多孔洞检测装置5包括发光模块3与检测模块50，且发光模块3与检测模块50可分别位于待测物4的下方及上方。待测物4除可为喷丝板外，也可为具有多个孔洞的印刷电路板(PCB)或其他待测物。
发光模块3用于发射光线31(光源)以分别通过待测物4的多个孔洞41。而且，发光模块3可具有发散角局限单元32，用于缩小光线31的发散角，使光线31准直进入待测物4的多个孔洞41中。
发光模块3可为背光面板、或由多个发光二极管(LED)或卤素灯所组成，并能提供具有稳定、大面积、高亮度、高密度或较小发散角的光线(光源)。待测物4的孔洞41可为喷丝孔或微小孔洞等。
检测模块50包括具有多个非圆形孔52的多孔板51与多个分别对应多个非圆形孔52的感光单元54。感光单元54可为感光元件或光检测元件，如光检测二极管(Photo Diode)或光检测器(Photo Detector)等。
多孔板51的每一个非圆形孔52在一个时间点最多只对应至待测物4的多个孔洞41中的一个，光线31分别通过与待测物4的多个孔洞41相对应的多孔板51的多个非圆形孔52，且多个感光单元54分别感测通过多个非圆形孔52的光线31的光通量以产生光通量信号55。光线31的光通量可为光线31的光强度，且光通量信号55可为光强度信号。
多孔板51的多个非圆形孔52的宽度W2(或开口大小)可大于待测物4的多个孔洞41的宽度W1(或开口大小)。多个非圆形孔52可为规则排列或不规则排列，且规则排列可为阵列排列或交叉排列等。非圆形孔52的形状可为长条形，如具有两个圆边F的长条形(见图5B)，但非圆形孔52在其他实施例中也可为平行四边形(见图5C)或其他不同的形状。而且，非圆形孔52的长度L可为宽度W2的1.5倍至4倍，以使每一个非圆形孔52在一个时间点最多只对应至待测物4的多个孔洞41中的一个。
多孔板51与待测物4的间距C可为大于0厘米小于10厘米(即0＜C＜10)。或者，多个非圆形孔52的深度D可为宽度W2的2倍以上(如3倍)，以使多个非圆形孔52具有高深宽比。因此，可减少除了通过多个孔洞41的光线31以外的其他杂散光线(如待测物4或多孔板51周围的杂散光线)进入多孔板51与待测物4之间而通过多个非圆形孔52，从而提升感光单元54感测通过多个非圆形孔52的光线31的光通量的准确率。
分析模块6分别电性连接多个感光单元54，并依据多个感光单元54所产生的光通量信号55分析出与多孔板51的多个非圆形孔52相对应的待测物4的多个孔洞41的状态。例如，状态可包括：多个孔洞41是处于良好状态或不合格状态，或者多个孔洞41的阻塞程度、透光程度、受损程度或扩缩程度，或者多个孔洞41的表面粗糙度或材质变异度等。
多孔板51可具有多个分别连通非圆形孔52的开孔53，开孔53的尺寸(如宽度W3或开口大小)大于非圆形孔52的尺寸(如宽度W2或开口大小)，且感光单元54分别容置于开孔53中以各自对应于非圆形孔52。但在其他实施例中，多孔板51也可不具有多个开孔53，且感光单元54可分别容置于非圆形孔52中。
分析模块6可具有信号转换单元61，信号转换单元61可将多个感光单元54所产生的光通量信号55转换为电信号(如电压信号62或电流信号等)，以供分析模块6依据电信号(如电压信号62或电流信号)分析出与多孔板51的多个非圆形孔52相对应的待测物4的多个孔洞41的状态。分析模块6可为分析仪器(如计算机)或分析软件等，信号转换单元61可为信号转换器、信号处理器、信号转换软件或信号处理软件等。
如图3所示，多孔洞检测系统2可包括具有透镜单元91、影像感光单元92与指示单元93(如指示元件)的影像撷取模块9。透镜单元91与影像感光单元92可撷取待测物4的多个孔洞41的影像，且指示单元93能指出可能不合格(如堵塞)的孔洞41，并由使用者或分析模块6依据影像感光单元92所撷取的孔洞41的影像、或指示单元93所指出的孔洞41的影像检视多个孔洞41的状态(如堵塞程度)。透镜单元91可为透镜组或镜片组等，影像感光单元92可为影像感测器等，指示单元93可为指示元件或指示器等。
多孔洞检测系统2可包括位于待测物4下方的旋转模块8，旋转模块8能依旋转方向R2旋转待测物4，以使待测物4的全部孔洞41陆续通过多孔板51的多个非圆形孔52，并使多个感光单元54陆续感测通过多个非圆形孔52的光线31的光通量以产生光通量信号55，进而使分析模块6依据光通量信号55或电信号(如电压信号62或电流信号)分析出与多个非圆形孔52相对应的多个孔洞41的状态。旋转模块8可为旋转机构等，旋转方向R2可为逆时针或顺时针方向。
多孔洞检测系统2可包括分别电性连接分析模块6与影像撷取模块9的显示模块7，显示模块7能显示分析模块6所分析的光通量信号55或电信号(如电压信号62或电流信号)，并显示影像撷取模块9所撷取的多个孔洞41的影像。显示模块7可为显示器、显示面板或显示荧幕等。
图5C是本发明图5B中多个非圆形孔52的各种不同形状的示意图，且图5B的多个非圆形孔52可用下列多个非圆形孔52a至多个非圆形孔52f中的任一种代替。
如图5C所示，非圆形孔52a的形状为具有四导角G的长条形，非圆形孔52b的形状为长条形(即长方形)，非圆形孔52c的形状为平行四边形，非圆形孔52d的形状为具有两个导角G的平行四边形，非圆形孔52e的形状为具有一个圆边F的长条形，非圆形孔52f为具有两个导角G的长条形。
图6是本发明的多孔洞检测方法的流程图，请一并参阅上述图3至图5C。同时，多孔洞检测方法的技术内容大致如同上述图3至图5C的详细说明，故下列叙述多孔洞检测方法的简要步骤，但不再重复叙述相同的技术内容。
如图6的步骤S11所示，提供具有多个非圆形孔52的多孔板51与多个分别对应多个非圆形孔52的感光单元54，且多孔板51的每一个非圆形孔52在一个时间点最多只对应至待测物4的多个孔洞41中的一个。
多孔板51的非圆形孔52的形状可为长条形或平行四边形等，非圆形孔52可具有至少一个圆边F或至少一个导角G，非圆形孔52的长度L可为宽度W2的1.5倍至20倍，或者非圆形孔52的深度D可为宽度W2的2倍以上(如3倍)。多孔板51与待测物4的间距C可为大于0厘米小于10厘米(即0＜C＜10)。多孔板51可具有多个分别连通多个非圆形孔52的开孔53，开孔53的尺寸(如宽度W3或开口大小)大于非圆形孔52的尺寸(如宽度W2或开口大小)，且感光单元54分别容置于开孔53中以各自对应于非圆形孔52。
如图6的步骤S12所示，由发光模块3发射光线31以分别通过待测物4的多个孔洞41，且光线31分别通过与待测物4的多个孔洞41相对应的多孔板51的多个非圆形孔52。
如图6的步骤S13所示，由多个感光单元54分别感测通过多个非圆形孔52的光线31的光通量以产生光通量信号55。
如图6的步骤S14所示，由分析模块6依据多个感光单元54所产生的光通量信号55分析出与多孔板51的多个非圆形孔52相对应的待测物4的多个孔洞41的状态。
另外，可由信号转换单元61将多个感光单元54所产生的光通量信号55转换为电信号(如电压信号62或电流信号)，以供分析模块6依据电信号(如电压信号62或电流信号)分析出与多孔板51的多个非圆形孔52相对应的待测物4的多个孔洞41的状态。
图7是上述本发明图3至图6中，使用具有多个非圆形孔52的多孔板51检测通过具有多个孔洞41的待测物4的光通量所测得的电压信号62的波形图，且图7的横向座标中距离的单位可为任意单位(a.u)，即不限单位。
在测量同一待测物4的情形下，本发明图7中电压信号62的多个脉波63的平均电压差(如线段B2与线段B1间的电压差)约为1.27V，也即多个脉波63的平均波峰电压(约1.3V)减去多个脉波63的平均波谷电压(约0.03V)等于多个脉波63的平均电压差(约1.27V)。反之，图2中电压信号15的多个脉波16的平均电压差(如线段A2与线段A1间的电压差)约为0.45V，也即多个脉波16的平均波峰电压(约1.45V)减去多个脉波16的平均波谷电压(约1.0V)等于多个脉波16的平均电压差(约0.45V)。因此，本发明图7中电压信号62的电压差(约1.27V)比图2中电压信号15的电压差(约0.45V)较大，表示本发明图3至图5C中光线31通过多孔板51的多个非圆形孔52的光通量比图1A至图1B中光线通过多孔板11的多个圆形孔12的光通量更大。
同样地，在测量同一待测物4的情形下，本发明图7中电压信号62较干净且具有较少杂波信号，且只有3个脉波63的波峰P2的电压未超过1.3V，故分析模块6(如分析软件)可以较正确地判断待测物4中只有3个孔洞41的状态(如堵塞程度)可能较差。反之，图2中电压信号15则较混乱且具有较多杂波信号17，且有10个脉波16的波峰的电压未超过1.45V，故分析模块6(如分析软件)容易误判喷丝板13中有10个喷丝孔14的状态(如堵塞程度)可能较差。
由上可知，本发明的多孔洞检测系统、装置及方法中，主要是提供一具有多个非圆形孔的多孔板，且多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至待测物的多个孔洞中的一个。因此，光线只会从待测物的一个孔洞通过多孔板的一个非圆形孔，故检测模块或分析模块自多个非圆形孔所测得的光通量及电压差较大，光通量信号或电压信号也较干净且具有较少杂波信号，从而提高对多个孔洞的状态的检测准确率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种多孔洞检测系统，其特征在于，该系统包括：
发光模块，用于发射光线以分别通过待测物的多个孔洞；
检测模块，包括具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应所述多个非圆形孔的感光单元，其中，所述多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至所述待测物的所述多个孔洞中的一个，所述光线分别通过与所述待测物的多个孔洞相对应的所述多孔板的多个非圆形孔，且所述多个感光单元分别感测通过所述多孔板的多个非圆形孔的所述光线的光通量以产生光通量信号；以及
分析模块，用于依据所述多个感光单元所产生的所述光通量信号分析出与所述多孔板的多个非圆形孔相对应的所述待测物的多个孔洞的状态。
2.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述发光模块具有发散角局限单元，用于缩小所述光线的发散角，使所述光线准直进入所述待测物的多个孔洞中。
3.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的形状为长条形或平行四边形。
4.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔具有至少一圆边或至少一导角。
5.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的长度为宽度的1.5倍至20倍。
6.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的深度为宽度的2倍以上。
7.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述多孔板与所述待测物的间距为大于0厘米小于10厘米。
8.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述多孔板更具有多个分别连通所述多个非圆形孔的开孔，所述多个开孔的尺寸大于所述多个非圆形孔的尺寸，且所述多个感光单元分别容置于所述多个开孔中。
9.如权利要求1所述的多孔洞检测系统，其特征在于，所述分析模块具有信号转换单元，用于将所述多个感光单元所产生的所述光通量信号转换为电信号，以供所述分析模块依据所述电信号分析出与所述多孔板的多个非圆形孔相对应的所述待测物的多个孔洞的状态。
10.一种多孔洞检测装置，其特征在于，该装置包括：
发光模块，用于发射光线以分别通过待测物的多个孔洞；以及
检测模块，包括具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应所述多个非圆形孔的感光单元，其中，所述多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至所述待测物的多个孔洞中的一个，所述光线分别通过与所述待测物的多个孔洞相对应的所述多孔板的多个非圆形孔，且所述多个感光单元分别感测通过所述多孔板的多个非圆形孔的所述光线的光通量以产生光通量信号。
11.如权利要求10所述的多孔洞检测装置，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的形状为长条形或平行四边形。
12.如权利要求10所述的多孔洞检测装置，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔具有至少一圆边或至少一导角。
13.如权利要求10所述的多孔洞检测装置，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的长度为宽度的1.5倍至20倍。
14.如权利要求10所述的多孔洞检测装置，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的深度为宽度的2倍以上。
15.如权利要求10所述的多孔洞检测装置，其特征在于，所述多孔板与所述待测物的间距为大于0厘米小于10厘米。
16.如权利要求10所述的多孔洞检测装置，其特征在于，所述多孔板更具有多个分别连通所述多个非圆形孔的开孔，所述多个开孔的尺寸大于所述多个非圆形孔的尺寸，且所述多个感光单元分别容置于所述多个开孔中。
17.一种多孔洞检测方法，其特征在于，该方法包括：
提供具有多个非圆形孔的多孔板与多个分别对应所述多个非圆形孔的感光单元，且所述多孔板的每一个非圆形孔在一个时间点最多只对应至待测物的多个孔洞中的一个；
发射光线以分别通过所述待测物的多个孔洞，且所述光线分别通过与所述待测物的多个孔洞相对应的所述多孔板的多个非圆形孔；
由所述多个感光单元分别感测通过所述多孔板的多个非圆形孔的所述光线的光通量以产生光通量信号；以及
依据所述多个感光单元所产生的所述光通量信号分析出与所述多孔板的多个非圆形孔相对应的所述待测物的多个孔洞的状态。
18.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的形状为长条形或平行四边形。
19.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔具有至少一圆边或至少一导角。
20.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的长度为宽度的1.5倍至20倍。
21.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述多孔板的所述非圆形孔的深度为宽度的2倍以上。
22.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述多孔板与所述待测物的间距为大于0厘米小于10厘米。
23.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述多孔板更具有多个分别连通所述多个非圆形孔的开孔，所述多个开孔的尺寸大于所述多个非圆形孔的尺寸，且所述多个感光单元分别容置于所述多个开孔中。
24.如权利要求17所述的多孔洞检测方法，其特征在于，所述方法更包括将所述多个感光单元所产生的所述光通量信号转换为电信号，并依据所述电信号分析出与所述多孔板的多个非圆形孔相对应的所述待测物的多个孔洞的状态。
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