CN109647565B - 一种自动升降的冰浴试管架控制系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动升降的冰浴试管架控制系统及其实现方法，系统包括箱体，箱体内设有试管格、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵和电源，箱体底部设有储水池，储水池内设有制冷装置和加热装置，试管格内壁上设有RFID芯片读取器，试管格的开口处设有重力感应器，RFID芯片读取器的输出端和重力感应器的输出端均连接信号处理系统的输入端，信号处理系统的输出端分别连接制冷装置的输入端、加热装置的输入端、伸缩装置的输入端和抽水泵的输入端，电源分别连接制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵、RFID芯片读取器和重力感应器。本发明实现了信息核对功能，成本低且实用性高，可广泛应用于样本采集设备技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及样本采集设备技术领域，尤其是一种自动升降的冰浴试管架控制系统及其实现方法。
背景技术
在以人体为对象的I期药物临床试验中通过采集受试者不同时间点的血液标本分析药物或其代谢产物在血液中的浓度，形成一个完整的血药浓度-时间曲线，反应药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄的动态变化规律。因此生物样本的管理是临床试验中的核心内容，一般情况下，I期临床试验的采样点包括给药后的吸收相、峰浓度附近和消除相。一般不少于11～12个采样点并且每一组试验的人数通常为12人左右，采样的时间点间隔时间短并且在同一个采样点需要收集12个人的样本。
目前，常用的试管架为一体式设计，试管之间的间距较小，不方便进行信息核对；再者，采集多个患者的多个血液样本时需将塑料或不锈钢试管架上的血标本试管逐个拿出来，容易造成拿错试管，影响试验结果；另外，由于采集到的血液样本一般需要保存在低温环境，而检测时则需要进行适当升温解冻，现有的试管架一般是通过存放到冰柜中来实现低温储存，然后在检测时提前从冰柜中取出来在常温下解冻，这种存放方法基于高质量的冰柜，需要花费较大的购置成本，且常温下的解冻速度较慢，不够实用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种实用性高且成本低的，能够自动升降的冰浴试管架控制系统及其实现方法。
本发明一方面所采取的技术方案为：
一种自动升降的冰浴试管架控制系统，包括箱体，所述箱体内设有试管格、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵和电源，所述箱体底部设有储水池，所述储水池内设有制冷装置和加热装置，所述试管格内壁上设有RFID芯片读取器，所述试管格的开口处设有重力感应器，所述RFID芯片读取器的输出端和重力感应器的输出端均连接信号处理系统的输入端，所述信号处理系统的输出端分别连接制冷装置的输入端、加热装置的输入端、伸缩装置的输入端和抽水泵的输入端，所述电源分别连接制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵、RFID芯片读取器和重力感应器；
其中，所述RFID芯片读取器，用于实时读取试管格内插入的试管的标签信号，并将标签信号发送至信号处理系统；
所述重力感应器，用于获取试管格上方的试管重力感应信号，并将重力感应信号发送至信号处理系统；
所述信号处理系统，用于根据RFID芯片读取器发送的试管标签信号和重力感应器发送的重力感应信号，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至制冷装置、加热装置、伸缩装置和抽水泵；
制冷装置，用于根据信号处理系统的控制信号，对储水池中的介质进行降温处理；
加热装置，用于根据信号处理系统的控制信号，对储水池中的介质进行升温处理；
所述伸缩装置，用于根据信号处理系统的控制信号带动试管格升降；
所述抽水泵，用于根据信号处理系统的控制信号，进行抽水工作；
所述电源，用于为抽水泵、制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、RFID芯片读取器和重力感应器提供工作电源。
进一步，所述箱体的体壁外侧设有音响，所述音响的输入端连接信号处理系统的输出端；
其中，所述音响，用于根据信号处理系统的控制信号进行信息播放。
进一步，所述箱体内还设有储存器，所述储存器的输入端分别连接重力感应器的输出端、RFID芯片读取器的输出端和信号处理系统的输出端；
其中，所述储存器，用于存储RFID芯片读取器获取的标签信号、重力感应器获取的重力感应信号以及信号处理系统触发的控制信号。
进一步，所述试管格开口处的正前方设有显示器，所述显示器的输入端连接信号处理系统的输出端；
其中，所述显示器，用于根据信号处理系统的控制信号，进行信息展示。
进一步，所述箱体上部设有按钮，所述按钮包括单个试管格的第一控制按钮和整排试管格的第二控制按钮，所述第一控制按钮的输出端和第二控制按钮的输出端均连接信号处理系统的输入端；
其中，所述按钮，用于接收用户发出的控制信号，并将控制信号发送至信号处理系统，由信号处理系统触发相应的控制信号。
进一步，所述箱体内还设有温度感应器，所述温度感应器的输出端连接信号处理系统的输入端；
其中，所述温度感应器，用于获取试管的温度感应信号，并将获取到的温度感应信号发送至信号处理系统。
本发明另一方面所采取的技术方案是：
一种自动升降的冰浴试管架控制系统的实现方法，包括以下步骤：
通过RFID芯片读取器实时读取试管格内插入的试管的标签信号，并将标签信号发送至信号处理系统；
通过重力感应器获取试管格上方的试管重力感应信号，并将重力感应信号发送至信号处理系统；
根据RFID芯片读取器发送的试管标签信号和重力感应器发送的重力感应信号，通过信号处理系统触发相应的控制信号，并将控制信号发送至制冷装置、加热装置、伸缩装置和抽水泵；
根据信号处理系统的控制信号，通过制冷装置对储水池中的介质进行降温处理；
根据信号处理系统的控制信号，通过加热装置对储水池中的介质进行升温处理；
根据信号处理系统的控制信号，通过伸缩装置带动试管格升降；
根据信号处理系统的控制信号，通过抽水泵进行抽水工作；
通过电源为抽水泵、制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、RFID芯片读取器和重力感应器提供工作电源。
进一步，还包括以下步骤：
根据信号处理系统的控制信号，通过音响进行信息播放；
通过储存器存储RFID芯片读取器获取的标签信号、重力感应器获取的重力感应信号以及信号处理系统触发的控制信号。
进一步，还包括以下步骤：
根据信号处理系统的控制信号，通过显示器进行信息展示；
通过按钮接收用户发出的控制信号，并将控制信号发送至信号处理系统。
进一步，还包括以下步骤：
通过温度感应器获取试管的温度感应信号，并将获取到的温度感应信号发送至信号处理系统。
本发明的有益效果是：本发明在试管格内壁上增设了RFID芯片读取器，能够实时获取试管上的标签信息，通过信号处理系统实现信息核对功能；再者，本发明通过在试管格的开口处设置重力感应器，然后配合信号处理系统和伸缩装置，能够实现试管格的自动升降功能，形成梯形结构，方便使用者拿取试管；另外，本发明在箱体内增设了储水池，并在储水池中设置了制冷装置和/或加热装置，配合信号处理系统的控制信号，能对试管中的样品进行快速降温冷藏或者快速升温解冻处理，无需购置冰柜，成本低且实用性高。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构框图；
图2为本发明实施例的试管架结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
参照图1，本发明实施例提供了一种自动升降的冰浴试管架控制系统，包括箱体，所述箱体内设有试管格、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵和电源，所述箱体底部设有储水池，所述储水池内设有制冷装置和加热装置，所述试管格内壁上设有RFID芯片读取器，所述试管格的开口处设有重力感应器，所述RFID芯片读取器的输出端和重力感应器的输出端均连接信号处理系统的输入端，所述信号处理系统的输出端分别连接制冷装置的输入端、加热装置的输入端、伸缩装置的输入端和抽水泵的输入端，所述电源分别连接制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵、RFID芯片读取器和重力感应器；
其中，所述RFID芯片读取器，用于实时读取试管格内插入的试管的标签信号，并将标签信号发送至信号处理系统；
所述重力感应器，用于获取试管格上方的试管重力感应信号，并将重力感应信号发送至信号处理系统；
所述信号处理系统，用于根据RFID芯片读取器发送的试管标签信号和重力感应器发送的重力感应信号，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至制冷装置、加热装置、伸缩装置和抽水泵；
制冷装置，用于根据信号处理系统的控制信号，对储水池中的介质进行降温处理；
加热装置，用于根据信号处理系统的控制信号，对储水池中的介质进行升温处理；
所述伸缩装置，用于根据信号处理系统的控制信号带动试管格升降；
所述抽水泵，用于根据信号处理系统的控制信号，进行抽水工作；
所述电源，用于为抽水泵、制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、RFID芯片读取器和重力感应器提供工作电源。
进一步作为优选的实施方式，所述箱体的体壁外侧设有音响，所述音响的输入端连接信号处理系统的输出端；
其中，所述音响，用于根据信号处理系统的控制信号进行信息播放。
进一步作为优选的实施方式，所述箱体内还设有储存器，所述储存器的输入端分别连接重力感应器的输出端、RFID芯片读取器的输出端和信号处理系统的输出端；
其中，所述储存器，用于存储RFID芯片读取器获取的标签信号、重力感应器获取的重力感应信号以及信号处理系统触发的控制信号。
进一步作为优选的实施方式，所述试管格开口处的正前方设有显示器，所述显示器的输入端连接信号处理系统的输出端；
其中，所述显示器，用于根据信号处理系统的控制信号，进行信息展示。
进一步作为优选的实施方式，所述箱体上部设有按钮，所述按钮包括单个试管格的第一控制按钮和整排试管格的第二控制按钮，所述第一控制按钮的输出端和第二控制按钮的输出端均连接信号处理系统的输入端；
其中，所述按钮，用于接收用户发出的控制信号，并将控制信号发送至信号处理系统，由信号处理系统触发相应的控制信号。
进一步作为优选的实施方式，所述箱体内还设有温度感应器，所述温度感应器的输出端连接信号处理系统的输入端；
其中，所述温度感应器，用于获取试管的温度感应信号，并将获取到的温度感应信号发送至信号处理系统。本发明通过温度感应器能够实时监测样本的温度，保证样本放置在最适宜的温度，提高了检测结果的准确性。
基于图1所示的系统，本发明实施例提供了一种自动升降的冰浴试管架控制系统的实现方法，包括以下步骤：
通过RFID芯片读取器实时读取试管格内插入的试管的标签信号，并将标签信号发送至信号处理系统；
通过重力感应器获取试管格上方的试管重力感应信号，并将重力感应信号发送至信号处理系统；
根据RFID芯片读取器发送的试管标签信号和重力感应器发送的重力感应信号，通过信号处理系统触发相应的控制信号，并将控制信号发送至制冷装置、加热装置、伸缩装置和抽水泵；
根据信号处理系统的控制信号，通过制冷装置对储水池中的介质进行降温处理；
根据信号处理系统的控制信号，通过加热装置对储水池中的介质进行升温处理；
根据信号处理系统的控制信号，通过伸缩装置带动试管格升降；
根据信号处理系统的控制信号，通过抽水泵进行抽水工作；
通过电源为抽水泵、制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、RFID芯片读取器和重力感应器提供工作电源。
进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：
根据信号处理系统的控制信号，通过音响进行信息播放；
通过储存器存储RFID芯片读取器获取的标签信号、重力感应器获取的重力感应信号以及信号处理系统触发的控制信号。
进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：
根据信号处理系统的控制信号，通过显示器进行信息展示；
通过按钮接收用户发出的控制信号，并将控制信号发送至信号处理系统。
进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：
通过温度感应器获取试管的温度感应信号，并将获取到的温度感应信号发送至信号处理系统。
下面结合说明书附图，对本发明一种自动升降的冰浴试管架控制系统的具体工作原理进行详细描述：
如图2所示，本发明的试管架包括试管格1、箱体2、伸缩装置3、抽水泵4、电源5、音响6、信号处理系统7以及储存器8。
所述的箱体2中的储水池10用于存放传导热的介质，传导热的介质可以是水，油或者其他能传导热的液体或气体，本发明采用封闭式的试管架设计，无需操作者添加冰水混合物，能够实现介质的循环利用。在本实施例中，储水池10中设有制冷装置9和/或加热装置。
所述伸缩装置3位于试管格1下方，每一个试管格1对应一个伸缩装置3，本发明通过伸缩装置3的升降能够使试管格1上升或下降。
所述电源5位于箱体2内，所述电源5用于为重力感应器1.4、温度感应器1.5、RFID芯片读取器1.3、显示器11、伸缩装置3、抽水泵4、音响6、信号处理系统7以及储存器8等提供电源。
所述音响6位于箱体2的体壁外侧，用于播放信号处理系统7发出的信息。
所述信号处理系统7接收重力感应器1.4、温度感应器1.5以及RFID芯片读取器1.3发送的信号；所述信号处理系统7能控制伸缩装置3上升或下降；所述信号处理系统7能控制抽水泵4开始工作或停止工作。
所述储存器8位于箱体2壁内，用于存储RFID芯片读取器1.3、重力感应器1.4、温度感应器1.5的信息以及信号处理系统的控制信号。
优选地，如图2所示，所述试管格1由双层硬质塑料壳1.1、橡胶套1.2、RFID芯片读取器1.3、重力感应器1.4以及温度感应器1.5组成。所述试管格1中，每一个试管格1只能放入一根试管12。本发明通过双层硬质塑料壳1.1将试管格1的进水口1.6和出水口1.7分开。
优选地，所述试管格1外侧为双层硬质塑料壳1.1。
所述硬质塑料壳1.1颜色不唯一，方便使用时通过不同颜色来标识不同的试管。
所述硬质塑料壳1.1为上方开口的长方体，所述硬质塑料壳1.1的高度大于试管的长度，所述硬质塑料壳1.1的宽度大于试管的直径，所述硬质塑料壳1.1的宽度小于试管帽的直径。
所述硬质塑料壳1.1底部与伸缩装置3连接，通过伸缩装置3的上升或下降使整个试管格1上升或下降。
所述硬质塑料壳的进水口1.6用于接收储水池10内抽起来的冰水，流动的冰水能迅速带走试管内的温度或者通过流动的热水为试管升温，实现试管的快速降温或升温效果。
所述硬质塑料壳1.1内壁上设有RFID芯片读取器1.3，用于读取贴在试管上内置有RFID芯片标签的信息并将信息发送到信号处理系统7。
所述试管格1内侧为橡胶套1.2，所述橡胶套1.2为上端开口的圆柱体，所述橡胶套1.2的高度大于试管的长度，所述橡胶套1.2上端开口的直径大于试管的直径，所述橡胶套1.2上端开口的直径小于硬质塑料壳1.1的宽度。所述橡胶套1.2用于防止试管上的标签被冰水弄湿，保持试管的干燥。
优选地，所述橡胶套1.2内有温度感应器1.5，用于感应试管内的温度并将温度信息发送到信号处理系统7。
所述试管格1上方的开口处设有重力感应器1.4，当试管放置在试管格1后，所述重力感应器1.4能感应试管重力并将重力信息发送到信号处理系统7。
优选地，所述箱体2的体壁内有保温层2.1，用于增强箱体2的隔温效果。
所述箱体2壁内有电源5、信号处理系统7、储存器8，所述箱体2壁外侧有音响6和显示器11，所述箱体2内有试管格1、伸缩装置3、抽水泵4。
另外，所述显示器11位于箱体2壁外侧，用于显示信号处理系统7发送的信息。
优选地，所述伸缩装置3位于试管格1与箱体2之间，伸缩装置3下端与箱体连接，伸缩装置3上端与硬质塑料壳1.1。通过伸缩装置3使升降试管格1上升或下降，每一个试管格1对应一个伸缩装置3。所述伸缩装置3通过内部设置的动力装置(比如电动机)实现上升或下降。
优选地，所述抽水泵4位于箱体2内，所述抽水泵4的出水口通过软管与入水口1.6相连，所述抽水泵4进水口4.1与储水池10相连，使储水池10内的冰水在抽水泵4作用下在试管格1中流动。
所述软管长度大于试管格1伸长时的最大高度，保证试管格1在升降过程中始终与软管相连。
所述抽水泵4的进水口4.1设有过滤网，防止储水池10内的冰水中出现异物堵塞抽水泵4的进水口4.1。本实施例中，每一试管格1均设置有一个抽水泵4，所述抽水泵4开始工作或停止工作由信号处理系统7控制。
所述电源5位于箱体2内，所述电源5用于为RFID芯片读取器1.3、重力感应器1.4、温度感应器1.5、制冷装置9和/或加热装置、显示器11、伸缩装置3、抽水泵4、音响6、信号处理系统7以及储存器8提供电源。所述电源5可以是储蓄型电池，也可以直接连接交流电。
优选地，所述信号处理系统7位于箱体2壁内，所述信号处理系统7能通过外接设备输入信息，所述信号处理系统7用于接收各个传感器的信息，并将触发得到的控制信号发送到显示器11和音响6，触发的控制信号可以存储在储存器8中。
优选地，储存器8位于箱体2壁内，用于储存本发明的试管架装置启动后的所有数据。
综上所述，本发明通过RFID芯片读取器读取试管标签中RFID芯片的信息，然后通过信号处理系统实现信息核对；还通过音响和显示器提醒操作者，极大减少误拿试管的情况发生；通过信号处理系统控制伸缩装置，将试管架按照采集的时间顺序依次升起，采集后的试管自动下降，采集后的试管和准备采集的试管形成梯度，既方便拿取试管又能防止误拿试管，当操作者误拿试管时，系统能及时提醒操作者；通过重力感应器时刻监控试管的存放状态；在使用过程中，储存器全程记录所有的数据，形成样本采集信息链条，利于操作者事后还原采集样本的整个过程，提高采集标本的真实性、有效性、完整性，本发明的适用性广，用户体验极好；另外，本发明将用于降温的冰水密封在装置内，既可以重复使用也能防止冰水溢出弄湿试管。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种自动升降的冰浴试管架控制系统，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有试管格、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵和电源，所述箱体底部设有储水池，所述储水池内设有制冷装置和加热装置，所述试管格内壁上设有RFID芯片读取器，所述试管格的开口处设有重力感应器，所述RFID芯片读取器的输出端和重力感应器的输出端均连接信号处理系统的输入端，所述信号处理系统的输出端分别连接制冷装置的输入端、加热装置的输入端、伸缩装置的输入端和抽水泵的输入端，所述电源分别连接制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵、RFID芯片读取器和重力感应器；
其中，所述RFID芯片读取器，用于实时读取试管格内插入的试管的标签信号，并将标签信号发送至信号处理系统；
所述重力感应器，用于获取试管格上方的试管重力感应信号，并将重力感应信号发送至信号处理系统；
所述信号处理系统，用于根据RFID芯片读取器发送的试管标签信号和重力感应器发送的重力感应信号，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至制冷装置、加热装置、伸缩装置和抽水泵；
制冷装置，用于根据信号处理系统的控制信号，对储水池中的介质进行降温处理；
加热装置，用于根据信号处理系统的控制信号，对储水池中的介质进行升温处理；
所述伸缩装置，用于根据信号处理系统的控制信号带动试管格升降；
所述抽水泵，用于根据信号处理系统的控制信号，进行抽水工作；
所述电源，用于为抽水泵、制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、RFID芯片读取器和重力感应器提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统，其特征在于：所述箱体的体壁外侧设有音响，所述音响的输入端连接信号处理系统的输出端；
其中，所述音响，用于根据信号处理系统的控制信号进行信息播放。
3.根据权利要求1所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统，其特征在于：所述箱体内还设有储存器，所述储存器的输入端分别连接重力感应器的输出端、RFID芯片读取器的输出端和信号处理系统的输出端；
其中，所述储存器，用于存储RFID芯片读取器获取的标签信号、重力感应器获取的重力感应信号以及信号处理系统触发的控制信号。
4.根据权利要求1所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统，其特征在于：所述试管格开口处的正前方设有显示器，所述显示器的输入端连接信号处理系统的输出端；
其中，所述显示器，用于根据信号处理系统的控制信号，进行信息展示。
5.根据权利要求1所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统，其特征在于：所述箱体上部设有按钮，所述按钮包括单个试管格的第一控制按钮和整排试管格的第二控制按钮，所述第一控制按钮的输出端和第二控制按钮的输出端均连接信号处理系统的输入端；
其中，所述按钮，用于接收用户发出的控制信号，并将控制信号发送至信号处理系统，由信号处理系统触发相应的控制信号。
6.根据权利要求1所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统，其特征在于：所述箱体内还设有温度感应器，所述温度感应器的输出端连接信号处理系统的输入端；
其中，所述温度感应器，用于获取试管的温度感应信号，并将获取到的温度感应信号发送至信号处理系统。
7.一种自动升降的冰浴试管架控制系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
通过RFID芯片读取器实时读取试管格内插入的试管的标签信号，并将标签信号发送至信号处理系统；
通过重力感应器获取试管格上方的试管重力感应信号，并将重力感应信号发送至信号处理系统；
根据RFID芯片读取器发送的试管标签信号和重力感应器发送的重力感应信号，通过信号处理系统触发相应的控制信号，并将控制信号发送至制冷装置、加热装置、伸缩装置和抽水泵；
根据信号处理系统的控制信号，通过制冷装置对储水池中的介质进行降温处理；
根据信号处理系统的控制信号，通过加热装置对储水池中的介质进行升温处理；
根据信号处理系统的控制信号，通过伸缩装置带动试管格升降；
根据信号处理系统的控制信号，通过抽水泵进行抽水工作；
通过电源为抽水泵、制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、RFID芯片读取器和重力感应器提供工作电源；
其中，所述RFID芯片读取器的输出端和重力感应器的输出端均连接信号处理系统的输入端，所述信号处理系统的输出端分别连接制冷装置的输入端、加热装置的输入端、伸缩装置的输入端和抽水泵的输入端，所述电源分别连接制冷装置、加热装置、伸缩装置、信号处理系统、抽水泵、RFID芯片读取器和重力感应器。
8.根据权利要求7所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
根据信号处理系统的控制信号，通过音响进行信息播放；
通过储存器存储RFID芯片读取器获取的标签信号、重力感应器获取的重力感应信号以及信号处理系统触发的控制信号。
9.根据权利要求7所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
根据信号处理系统的控制信号，通过显示器进行信息展示；
通过按钮接收用户发出的控制信号，并将控制信号发送至信号处理系统。
10.根据权利要求7所述的一种自动升降的冰浴试管架控制系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
通过温度感应器获取试管的温度感应信号，并将获取到的温度感应信号发送至信号处理系统。
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