CN108607765A - 一种微孔雾化元件及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种微孔雾化元件及其加工方法，其中微孔雾化元件包括：第一压电基片、第二压电基片与圆形基板；第一压电基片与第二压电基片分别位于圆形基板的两侧，第一压电基片的圆心、第二压电基片的圆心与圆形基板的圆心位于同一条直线上，直线垂直于圆形基板的板面；圆形基板设置有第二通孔加工区，第二通孔加工区为环形；第二通孔加工区设置有第二通孔，第二通孔用于通过粘接物将第一压电基片与第二压电基片粘接。通过上述技术方案，将第一压电基片与第二压电基片通过第二通孔进行粘接，实现对第一压电基片与第二压电基片表面同物质的粘接，相较于现有技术中将不同物质进行粘接，提升了元件的粘接可靠性，从而提升了元件的使用效能。
Description
技术领域
本申请涉及雾化领域，尤其涉及一种微孔雾化元件及其加工方法。
背景技术
微孔雾化元件是一种用于压电换能的元件，广泛应用于医疗、美容、香薰、加湿、模拟雾化等行业。微孔雾化元件由压电基片和基板组成，其中，基板上设置有多个微米级通孔。在使用过程中，微孔雾化元件的一侧用于接收液体，另一侧用于输出小液滴。具体的，首先，与微孔雾化元件相连的它激式电路驱动微孔雾化元件产生100KHz以上的超声波，然后微孔雾化元件一侧接收的液体与超声波发生空化效应，并将发生空化效应的液体传输至基板上的微米级通孔，再向微孔雾化元件的另一侧分散成微米级的小液滴，从而实现液体的雾化。
参照图1(a)和图1(b)，为现有技术中的微孔雾化元件的俯视图和侧视图。所述微孔雾化元件包括压电基片(10)和基板(20)，其中，所述压电基片(10)为环形片状结构，所述基板(20)为圆形片状结构，所述基板(20)的中间位置设置有微米级通孔(201)，所述压电基片(10)上连接有正极导线(101)，所述基板(20)上连接有负极导线(202)，其中，所述压电基片(10)的厚度为0.50-0.70mm，所述基板(20)的厚度为0.05mm-0.15mm。此外，在现有的微孔雾化元件的加工方法中，通常将一片压电基片(10)和一片基板(20)通过粘接物进行粘接，再通过在压电基片(10)和基板(20)上分别焊接电子线进行电极引出。
但是，发明人在本申请的研究过程中发现，压电基片(10)的表面为高温烧渗的银层，而基板(20)的表面为不锈钢，由于银和不锈钢是性质完全不同的两种物质，它们各自的表面状况与力学性质差异极大，因此，通过粘接物无法将压电基片(10)与基板(20)形成可靠的粘接或贴合，导致微孔雾化元件的使用效能较低。
发明内容
本申请提供了一种微孔雾化元件，以解决现有的微孔雾化元件中压电基片和金属基板无法形成可靠的粘接或贴合，导致现有的微孔雾化元件的使用效能较低这一问题。
第一方面，本申请实施例部分提供了一种微孔雾化元件，所述微孔雾化元件包括：
第一压电基片、第二压电基片与金属基板；
其中，所述第一压电基片与所述第二压电基片为环形，所述第二压电基片的大小与所述第一压电基片的大小相同；
所述金属基板包括圆形基板与凸起基板，所述凸起基板位于所述圆形基板的边缘；
所述第一压电基片与所述第二压电基片分别位于所述圆形基板的两侧，所述第一压电基片的圆心、所述第二压电基片的圆心与所述圆形基板的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板的板面，所述圆形基板的直径小于所述第一压电基片的外径；
所述圆形基板设置有第一通孔加工区，所述第一通孔加工区为圆形，所述第一通孔加工区的圆心与所述圆形基板的圆心相同，所述第一通孔加工区的直径小于所述圆形基板的直径；
所述第一通孔加工区设置有第一通孔，所述第一通孔用于将空化效应后的液体分散成小液滴；
所述圆形基板设置有第二通孔加工区，所述第二通孔加工区为环形，所述第二通孔加工区的圆心与所述圆形基板的圆心相同，所述第二通孔加工区的外径小于所述圆形基板的直径，所述第二通孔加工区的内径大于所述第一通孔加工区的直径；
所述第二通孔加工区设置有第二通孔，所述第二通孔用于通过粘接物将所述第一压电基片与所述第二压电基片粘接；
所述第一压电基片设置有第一焊点，所述第二压电基片设置有第二焊点，所述凸起基板设置有第三焊点，所述第一焊点用于焊接第一导线，所述第二焊点用于焊接第二导线，所述第三焊点用于焊接第三导线。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述圆形基板还设置有凸包，所述凸包为圆形，所述凸包的圆心与所述圆形基板的圆心相同，所述凸包的侧面为弧形，所述凸包的直径大于所述第一通孔加工区的直径且小于所述第二通孔加工区的内径，所述凸包用于使液体在经过所述第一通孔后按照一定形状分散为小液滴。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述第一压电基片的内径为7.60mm，所述第一压电基片的外径为16.00mm，所述圆形基板的直径为15.85mm。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述第二通孔的直径为0.30mm。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述第一压电基片的厚度为0.20mm，所述金属基板的厚度为0.05mm。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述粘接物为环氧胶。
第二方面，本申请实施例部分提供了一种微孔雾化元件的加工方法，所述方法包括：
通过丝印的方法，在第一压电基片与第二压电基片上分别选取一面印制粘接物；
印制粘接物结束后，将金属基板放置于所述第一压电基片印制有粘接物的一面，所述金属基板中圆形基板的圆心与所述第一压电基片的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板；
将所述第二压电基片印制有粘接物的一面放置于所述金属基板未与所述第一压电基片接触的一面，所述第二压电基片的圆心与所述圆形基板的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板；
第一次放置结束后，将所述第一压电基片、所述第二压电基片与所述金属基板按照预设静置时间段进行静置；
静置结束后，将所述第一压电基片、所述第二压电基片与所述金属基板转移至压制装置中按照预设压力进行压制；
压制结束后，通过锁紧装置将所述第一压电基片、所述第二压电基片、所述金属基板以及所述压制装置固定；
固定结束后，将所述第一压电基片、所述第二压电基片、所述金属基板以及所述压制装置转移至固化装置按照预设固化时间段进行固化；
固化结束后，将所述第一压电基片、所述第二压电基片与所述金属基板从所述固化装置中取出，并进行第二次放置；
第二次放置结束后，在所述第一焊点处焊接第一导线，在所述第二焊点处焊接第二导线，在所述第三焊点处焊接第三导线；
焊接结束后，得到微孔雾化元件成品。
现有的微孔雾化元件，需要通过粘接物将压电基片与金属基板进行粘接，由于压电基片与金属基板的表面状况与力学性质差异极大。因此，现有的微孔雾化元件无法将压电基片与金属基板形成可靠的粘接，导致微孔雾化元件的使用效能较低。而前述微孔雾化元件及其加工方法，将印制有粘接物的第一压电基片与印制有粘接物的第二压电基片通过金属基板上的第二通孔进行粘接，实现对第一压电基片与第二压电基片进行同种物质的粘接，因此，相对于现有技术中将不同种物质进行粘接，提升了微孔雾化元件的粘接可靠性，从而提升了元件的使用效能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1(a)是现有的微孔雾化元件的俯视图；
图1(b)是现有的微孔雾化元件的侧视图；
图2是本申请实施例部分提供的一种微孔雾化元件中第一压电基片的结构示意图；
图3是本申请实施例部分提供的一种微孔雾化元件中金属基板的结构示意图；
图4是本申请实施例部分提供的一种微孔雾化元件的侧视图。
其中，10-压电基片，101-正极导线，20-基板，201-微米级通孔，202-负极导线，301-第一压电基片，3011-第一焊点，30111-第一导线，302-第二压电基片，3021-第二焊点，30211-第二导线，40-金属基板，401-圆形基板，4011-第一通孔加工区，40111-第一通孔，4012-第二通孔加工区，40121-第二通孔，4013-凸包，402-凸起基板，4021-第三焊点，40211-第三导线。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
为了解决现有的微孔雾化元件的使用效能较低的问题，本申请提供一种微孔雾化元件及其加工方法。
本申请实施例部分提供一种微孔雾化元件的结构示意图，包括：
第一压电基片301、第二压电基片302与金属基板40。
图2，示出了本申请实施例部分提供的一种微孔雾化元件中第一压电基片的结构示意图。参阅图2，所述第一压电基片301为环形，并且所述第二压电基片302同样为环形，所述第二压电基片302的大小与所述第一压电基片301的大小相同。因此，所述第二压电基片302在说明书附图中未绘出。通过上述技术方案可知，将所述第一压电基片301与所述第二压电基片302设计为环形，有利于将所述第一压电基片301与所述第二压电基片302放置于所述金属基板40上，为后续对微孔雾化元件进行加工时对所述第一压电基片301、所述第二压电基片302与所述金属基板40的粘接提供便利。
图3，示出了本申请实施例部分提供的一种微孔雾化元件中金属基板的结构示意图。参阅图3，所述金属基板40包括圆形基板401与凸起基板402，所述凸起基板402位于所述圆形基板401的边缘。通过上述技术方案可知，将所述凸起基板402设置于所述圆形基板401的边缘，为后续对微孔雾化元件进行加工时在所述凸起基板402上设置焊点提供便利。
图4，示出了本申请实施例部分提供的一种微孔雾化元件的侧视图。参阅图4，所述第一压电基片301与所述第二压电基片302分别位于所述圆形基板401的两侧，所述第一压电基片301的圆心、所述第二压电基片302的圆心与所述圆形基板401的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板401的板面，所述圆形基板401的直径小于所述第一压电基片301的外径。通过上述技术方案可知，将所述第一压电基片301的圆心、所述第二压电基片302的圆心与所述圆形基板401的圆心设置于同一条直线上，并且所述直线垂直于所述圆形基板401的板面，为后续对所述第一压电基片301、所述第二压电基片302与所述金属基板40的粘接提供便利。
参阅图3，所述圆形基板401设置有第一通孔加工区4011，所述第一通孔加工区4011为圆形，所述第一通孔加工区4011的圆心与所述圆形基板401的圆心相同，所述第一通孔加工区4011的直径小于所述圆形基板401的直径。
所述第一通孔加工区4011设置有第一通孔40111，所述第一通孔40111用于将空化效应后的液体分散成小液滴。本申请实施例部分提供的第一通孔40111的直径单位为微米，远小于所述第一通孔加工区4011的直径，因此，所述第一通孔40111未在附图说明中绘出。通过上述技术方案可知，发生空化作用的液体通过所述第一通孔40111后，能够分散成微米级的小液滴，从而实现液体的雾化。
参阅图3，所述圆形基板401设置有第二通孔加工区4012，所述第二通孔加工区4012为环形，所述第二通孔加工区4012的圆心与所述圆形基板401的圆心相同，所述第二通孔加工区4012的外径小于所述圆形基板401的直径，所述第二通孔加工区4012的内径大于所述第一通孔加工区4011的直径。
所述第二通孔加工区4012设置有第二通孔40121，所述第二通孔40121用于通过粘接物将所述第一压电基片301与所述第二压电基片302粘接。通过上述技术方案可知，将所述第二通孔加工区4012设计为环形，并且所述第二通孔加工区4012上设置有所述第二通孔40121，为后续在微孔雾化元件进行加工时让粘接物由所述第二通孔40121中通过提供便利。
此外，本发明实施例部分提供现有技术中的微孔雾化元件与本发明提供的微孔雾化元件的粘接可靠性对比。具体的，粘接可靠性的比较采用静态比较法与动态比较法两种方式。其中，静态比较法为在自然状态下对两种微孔雾化元件的抗剥离强度进行定性评测，动态比较法则采用恒功率法对元件在无水状态下进行带电干烧，以此考察微孔雾化元件的抗干烧能力，本实施例部分中，恒功率条件指定为5V-550mA，时间点选取5min、10min、15min、20min、25min、30min和50min。
表1静态比较法下的粘接可靠性比对表
表1示出了静态比较法下的粘接可靠性比对表，由表1中的结果可以看出，自然状态下，本发明提供的微孔雾化元件的抗剥离强度远远大于现有技术中的微孔雾化元件的抗剥离强度，因此，相较于现有技术中将压电基片和金属基板表面上的不同种物质进行粘接，本发明提供的微孔雾化元件将两片压电基片上的同种物质进行粘接，提升了微孔雾化元件的粘接可靠性，从而提升了元件的使用效能。
表2动态比较法下的粘接可靠性比对表
表2示出了动态比较法下的粘接可靠性比对表，由表2中的数据可以看出，在类似破坏了微孔雾化元件性质的高强度带电干烧状况下，现有技术中的微孔雾化元件自身衰减很大，而本发明的微孔雾化元件的自身衰减较小，典型的，在带电干烧至20min时，现有技术中的微孔雾化元件的电阻值已增大了一倍以上，而本发明的微孔雾化元件的电阻值变化不大。进一步的，在带电干烧至50min时，现有技术中的微孔雾化元件的电阻值能够反映出，该微孔雾化元件已近乎失效，而本发明的微孔雾化元件的电阻值增加了两倍左右，本发明提供的微孔雾化元件的抗剥离强度远远大于现有技术中的微孔雾化元件的抗剥离强度。因此，相较于现有技术中将压电基片和金属基板表面上的不同种物质进行粘接，本发明提供的微孔雾化元件将两片压电基片上的同种物质进行粘接，提升了微孔雾化元件的粘接可靠性，从而提升了微孔雾化元件的使用效能。
参阅图4，所述第一压电基片301设置有第一焊点3011，所述第二压电基片302设置有第二焊点3021，所述凸起基板402设置有第三焊点4021，所述第一焊点3011用于焊接第一导线30111，所述第二焊点3021用于焊接第二导线30211，所述第三焊点4021用于焊接第三导线40211。通过上述技术方案可知，相较于现有技术中的微孔雾化元件需要在压电基片和金属基板上分别焊接电子线进行点击引出，本发明提供的微孔雾化元件设置了独特的三个焊点，在提升了微孔雾化元件的使用效能的基础上，能够降低微孔雾化元件的工艺复杂度。
参阅图3，所述圆形基板401还设置有凸包4013，所述凸包4013为圆形，所述凸包4013的圆心与所述圆形基板401的圆心相同，所述凸包4013的侧面为弧形，所述凸包4013的直径大于所述第一通孔加工区4011的直径且小于所述第二通孔加工区4012的内径，所述凸包4013用于使液体在经过所述第一通孔40111后按照一定形状分散为小液滴。
参阅图2和图3，所述第一压电基片301的内径为7.60mm，所述第一压电基片301的外径为16.00mm，所述圆形基板401的直径为15.85mm。
参阅图3，所述第二通孔40121的直径为0.30mm。
参阅图4，所述第一压电基片301的厚度为0.20mm，所述金属基板40的厚度为0.05mm。
本发明实施例部分提供现有技术中的微孔雾化元件与本发明提供的微孔雾化元件的能效对比。具体的，在固定线路板、雾化介质、初始水温的前提下，对比功率与雾化量之间的比率关系，本实施例采用同一块99-120KHz扫频方式线路进行测试，雾化介质为矿泉水，初始水温为25摄氏度，环境相对湿度为60％的条件下进行测定，测试数据取功耗值。
表3能效比对表
表3示出了能效比对表，由表3中的数据可以看出，在雾量相差不大的情况下，本发明提供的微孔雾化元件的功耗比现有技术中的微孔雾化元件的功耗至少小0.5W以上。进一步地，从比率的精确分析上来看，每雾化1ml的矿泉水，现有技术中的微孔雾化元件的功耗值在0.056左右，本发明提供的微孔雾化元件的功耗值在0.038左右，功耗值的减小幅度为32％。因此，现有技术中的微孔雾化元件，其压电基片的厚度为0.50-0.70mm，金属基板的厚度为0.05-0.15mm，而本发明提供的微孔雾化元件的厚度较小，在提升了微孔雾化元件的使用效能外，更易驱动，发热更低且能效更高。
所述粘接物为环氧胶。
本申请实施例提供一种微孔雾化元件的加工方法，所述方法包括：
通过丝印的方法，在第一压电基片301与第二压电基片302上分别选取一面印制粘接物；
印制粘接物结束后，将金属基板40放置于所述第一压电基片301印制有粘接物的一面，所述金属基板40中圆形基板401的圆心与所述第一压电基片301的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板401；
将所述第二压电基片302印制有粘接物的一面放置于所述金属基板40未与所述第一压电基片301接触的一面，所述第二压电基片302的圆心与所述圆形基板401的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板401；
第一次放置结束后，将所述第一压电基片301、所述第二压电基片302与所述金属基板40按照预设静置时间段进行静置；
静置结束后，将所述第一压电基片301、所述第二压电基片302与所述金属基板40转移至压制装置中按照预设压力进行压制；
压制结束后，通过锁紧装置将所述第一压电基片301、所述第二压电基片302、所述金属基板40以及所述压制装置固定；
固定结束后，将所述第一压电基片301、所述第二压电基片302、所述金属基板40以及所述压制装置转移至固化装置按照预设固化时间段进行固化；
固化结束后，将所述第一压电基片301、所述第二压电基片302与所述金属基板40从所述固化装置中取出，并进行第二次放置；
第二次放置结束后，在所述第一焊点3011处焊接第一导线，在所述第二焊点3021处焊接第二导线，在所述第三焊点4021处焊接第三导线；
焊接结束后，得到微孔雾化元件成品。
现有的微孔雾化元件，需要通过粘接物将压电基片与金属基板进行粘接，由于压电基片与金属基板的表面状况与力学性质差异极大。因此，现有的微孔雾化元件无法将压电基片与金属基板形成可靠的粘接，导致微孔雾化元件的使用效能较低。而前述微孔雾化元件的加工方法，将印制有粘接物的第一压电基片301与印制有粘接物的第二压电基片302通过金属基板40上的第二通孔40121进行粘接，实现对第一压电基片301与第二压电基片302进行同种物质的粘接，因此，相对于现有技术中将不同种物质进行粘接，提升了微孔雾化元件的粘接可靠性，从而提升了元件的使用效能。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种微孔雾化元件，其特征在于，所述微孔雾化元件包括：第一压电基片(301)、第二压电基片(302)与金属基板(40)；
其中，所述第一压电基片(301)与所述第二压电基片(302)为环形，所述第二压电基片(302)的大小与所述第一压电基片(301)的大小相同；
所述金属基板(40)包括圆形基板(401)与凸起基板(402)，所述凸起基板(402)位于所述圆形基板(401)的边缘；
所述第一压电基片(301)与所述第二压电基片(302)分别位于所述圆形基板(401)的两侧，所述第一压电基片(301)的圆心、所述第二压电基片(302)的圆心与所述圆形基板(401)的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板(401)的板面，所述圆形基板(401)的直径小于所述第一压电基片(301)的外径；
所述圆形基板(401)设置有第一通孔加工区(4011)，所述第一通孔加工区(4011)为圆形，所述第一通孔加工区(4011)的圆心与所述圆形基板(401)的圆心相同，所述第一通孔加工区(4011)的直径小于所述圆形基板(401)的直径；
所述第一通孔加工区(4011)设置有第一通孔(40111)，所述第一通孔(40111)用于将空化效应后的液体分散成小液滴；
所述圆形基板(401)设置有第二通孔加工区(4012)，所述第二通孔加工区(4012)为环形，所述第二通孔加工区(4012)的圆心与所述圆形基板(401)的圆心相同，所述第二通孔加工区(4012)的外径小于所述圆形基板(401)的直径，所述第二通孔加工区(4012)的内径大于所述第一通孔加工区(4011)的直径；
所述第二通孔加工区(4012)设置有第二通孔(40121)，所述第二通孔(40121)用于通过粘接物将所述第一压电基片(301)与所述第二压电基片(302)粘接；
所述第一压电基片(301)设置有第一焊点(3011)，所述第二压电基片(302)设置有第二焊点(3021)，所述凸起基板(402)设置有第三焊点(4021)，所述第一焊点(3011)用于焊接第一导线(30111)，所述第二焊点(3021)用于焊接第二导线(30211)，所述第三焊点(4021)用于焊接第三导线(40211)。
2.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述圆形基板(401)还设置有凸包(4013)，所述凸包(4013)为圆形，所述凸包(4013)的圆心与所述圆形基板(401)的圆心相同，所述凸包(4013)的侧面为弧形，所述凸包(4013)的直径大于所述第一通孔加工区(4011)的直径且小于所述第二通孔加工区(4012)的内径，所述凸包(4013)用于使液体在经过所述第一通孔(40111)后按照一定形状分散为小液滴。
3.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述第一压电基片(301)的内径为7.60mm，所述第一压电基片(301)的外径为16.00mm，所述圆形基板(401)的直径为15.85mm。
4.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述第二通孔(40121)的直径为0.30mm。
5.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述第一压电基片(301)的厚度为0.20mm，所述金属基板(40)的厚度为0.05mm。
6.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，
所述粘接物为环氧胶。
7.一种微孔雾化元件的加工方法，其特征在于，所述方法用于加工权利要求1-6任一项所述的微孔雾化元件，所述方法包括：
通过丝印的方法，在第一压电基片(301)与第二压电基片(302)上分别选取一面印制粘接物；
印制粘接物结束后，将金属基板(40)放置于所述第一压电基片(301)印制有粘接物的一面，所述金属基板(40)中圆形基板(401)的圆心与所述第一压电基片(301)的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板(401)；
将所述第二压电基片(302)印制有粘接物的一面放置于所述金属基板(40)未与所述第一压电基片(301)接触的一面，所述第二压电基片(302)的圆心与所述圆形基板(401)的圆心位于同一条直线上，所述直线垂直于所述圆形基板(401)；
第一次放置结束后，将所述第一压电基片(301)、所述第二压电基片(302)与所述金属基板(40)按照预设静置时间段进行静置；
静置结束后，将所述第一压电基片(301)、所述第二压电基片(302)与所述金属基板(40)转移至压制装置中按照预设压力进行压制；
压制结束后，通过锁紧装置将所述第一压电基片(301)、所述第二压电基片(302)、所述金属基板(40)以及所述压制装置固定；
固定结束后，将所述第一压电基片(301)、所述第二压电基片(302)、所述金属基板(40)以及所述压制装置转移至固化装置按照预设固化时间段进行固化；
固化结束后，将所述第一压电基片(301)、所述第二压电基片(302)与所述金属基板(40)从所述固化装置中取出，并进行第二次放置；
第二次放置结束后，在所述第一焊点(3011)处焊接第一导线，在所述第二焊点(3021)处焊接第二导线，在所述第三焊点(4021)处焊接第三导线；
焊接结束后，得到微孔雾化元件成品。
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