CN109900379B - 温度监测电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温度监测电路及装置，其中，该电路包括第一比较器、第二比较器、第一光耦合器、第二光耦合器及第一指示模块；第一比较器及第二比较器的反相输入端与一热敏电阻的电压取样端连接，第一比较器及第二比较器的正相输入端与基准电源连接，第一比较器的输出端与第一光耦合器的输入端连接，第二比较器的输出端与第二光耦合器的输入端连接，第一光耦合器及第二光耦合器的输出端串联，串联后的第一端连接电源，串联后的第二端连接第一指示模块，当任一热敏电阻检测到温度高于预设阈值时，比较器输出低电平信号，使得对应光耦合器的输出端断开，以使第一指示模块发出对应的指示信息，提醒用户出现温度过高现象，从而实现对温度监测。

Description

温度监测电路及装置

技术领域

本发明涉及监测技术领域，特别是涉及温度监测电路及装置。

背景技术

机械设备运行过程中存在最高耐受温度，当温度超过一定值时，会影响机械设备正常运行，例如，PCB成型机或电机在运行过程中，温度过高会导致绝缘体老化，缩短电动机的使用寿命，甚至会使绝缘损坏而发生烧毁电机的事故，对此，人们通常会对一些机械设备的关键部位进行温度监测，为了实现对多个温度监测点的温度进行监测，通常采用多温控器串联后输出的方法，但由于温控器温控器占用体积较大，且需与热敏电阻配套购买使用，导致生产制造成本高，且因各种型号PCB成型机主轴的热敏电阻的居里温度不同，温度系数α不同，其温度监测效果并不理想。

发明内容

基于此，提供一种温度监测电路及装置。

一种温度监测电路，包括第一比较器U1、第二比较器U2、第一光耦合器OP1、第二光耦合器OP2及第一指示模块；所述第一比较器U1的反相输入端用于与第一热敏电阻的电压取样端连接，所述第一比较器U1的正相输入端与用于与第一基准电源连接，所述第一比较器U1的输出端与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第一光耦合器OP1的第二输入端用于接地，所述第二比较器U2的反相输入端用于与第二热敏电阻的电压取样端连接，所述第二比较器U2的正相输入端与用于与第二基准电源连接，所述第二比较器U2的输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输入端用于接地，所述第一光耦合器OP1的第一输出端用于连接第一电源，所述第一光耦合器OP1的第二输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输出端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输出端与所述第一指示模块连接。

在其中一个实施例中，所述的温度监测电路还包括第一可调电阻R1，所述第一可调电阻R1的第一端用于连接所述第一基准电源，所述第一可调电阻R1的第二端用于接地，所述第一可调电阻R1的调节端与所述第一比较器U1的正相输入端连接。

在其中一个实施例中，所述的温度监测电路还包括第二可调电阻R2，所述第二可调电阻R2的第一端用于连接所述第二基准电源，所述第二可调电阻R2的第二端用于接地，所述第二可调电阻R1的调节端与所述第二比较器U2的正相输入端连接。

在其中一个实施例中，所述的温度监测电路还包括第二指示模块及第三指示模块，所述第一比较器U1的输出端通过所述第二指示模块与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第二比较器U2的输出端通过所述第三指示模块与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第二指示模块包括发光二极管D1，所述第三指示模块包括发光二极管D2，所述第一比较器U1的输出端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第二比较器U2的输出端与所述发光二极管D2的正极连接，所述发光二极管D2的负极与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第一比较器U1及第二比较器U2均为电压比较器。

在其中一个实施例中，所述的温度监测电路还包括电阻R3和电阻R4，所述第一比较器U1的反相输入端还用于通过所述电阻R3与第三电源连接，所述第二比较器U2的反相输入端还用于通过所述电阻R4与所述第三电源连接。

在其中一个实施中，所述的温度监测电路还包括电容C1及电容C2，所述第一比较器U1的反相输入端还用于通过所述电容C1接地，所述第二比较器U2的反相输入端还用于通过所述电容C2接地。

在其中一个实施例中，所述的温度监测电路还包括变压模块，所述变压模块的输入端用于连接第二电源，所述变压模块的输出端与所述第一比较器U1的正相输入端连接，所述变压模块的输出端还与所述第二比较器U2的正相输入端连接。

一种温度监测装置，包括第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一分压模块、第二分压模块及上述任一实施例中所述的温度检测报警电路，所述第一热敏电阻的第一端用于通过第一分压模块与电源连接，所述第一热敏电阻的第二端用于接地，所述第一热敏电阻的第一端与所述第一比较器U1的反相输入端连接，所述第二热敏电阻的第一端用于通过所述第二分压模块与所述电源连接，所述第二热敏电阻的第二端用于接地，所述第二热敏电阻的第一端与所述第二比较器U2的反相输入端连接。

上述的温度监测电路，热敏电阻的阻值会随着外界环境温度的升高增大，热敏电阻的两端的电压也随着增大，通过将热敏电阻的电压取样端与比较器的反相输入端连接，当任一热敏电阻检测到温度高于预设阈值时，即热敏电阻的两端电压大于基准电压时，比较器输出低电平信号，由于第一光耦合器OP1的输出端与第二光电耦合器的输出端串联，使得对应光耦合器的第一输出端及第二输出端处于断开状态，则第一指示模块接收低电平信号，发出对应的指示信息，以提醒用户出现温度过高现象；当第一热敏电阻及第二热敏电阻检测到的温度均低于预设阈值，则第一比较器U1和第二比较器U2均输出高电平信号，使得光电耦合器的输出端导通，第一指示模块接收到高电平信号，发出对应的指示信息，从而实现过温监测，另外由于温度监测电路中的元器件均可以焊接在电路板上，具有占用空间小，安装方便及制造成本低等优点。

附图说明

图1为一个实施例中温度监测电路的电路原理图；

图2为另一个实施例中温度监测电路的电路原理图；

图3为一个实施例中变压模块的电路原理图；

图4为一个实施例中温度监测装置的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

例如，提供一种温度监测电路，包括第一比较器U1、第二比较器U2、第一光耦合器OP1、第二光耦合器OP2及第一指示模块；所述第一比较器U1的反相输入端用于与第一热敏电阻的电压取样端连接，所述第一比较器U1的正相输入端与用于与第一基准电源连接，所述第一比较器U1的输出端与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第一光耦合器OP1的第二输入端用于接地，所述第二比较器U2的反相输入端用于与第二热敏电阻的电压取样端连接，所述第二比较器U2的正相输入端与用于与第二基准电源连接，所述第二比较器U2的输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输入端用于接地，所述第一光耦合器OP1的第一输出端用于连接第一电源，所述第一光耦合器OP1的第二输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输出端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输出端与所述第一指示模块连接。

上述的温度监测电路，热敏电阻的阻值会随着外界环境温度的升高增大，热敏电阻的两端的电压也随着增大，通过将热敏电阻的电压取样端与比较器的反相输入端连接，当任一热敏电阻检测到温度高于预设阈值时，即热敏电阻的两端电压大于基准电压时，比较器输出低电平信号，由于第一光耦合器OP1的输出端与第二光电耦合器的输出端串联，使得对应光耦合器的第一输出端及第二输出端处于断开状态，则第一指示模块接收低电平信号，发出对应的指示信息，以提醒用户出现温度过高现象；当第一热敏电阻及第二热敏电阻检测到的温度均低于预设阈值，则第一比较器U1和第二比较器U2均输出高电平信号，使得光电耦合器的输出端导通，第一指示模块接收到高电平信号，发出对应的指示信息，从而实现过温报警监测，另外由于温度监测电路中的元器件均可以焊接在电路板上，具有占用空间小，安装方便及制造成本低等优点。

在其中一个实施例中，请参阅图1，一种温度监测电路10，包括第一比较器U1、第二比较器U2、第一光耦合器OP1、第二光耦合器OP2及第一指示模块100；所述第一比较器U1的反相输入端用于与第一热敏电阻的电压取样端连接，所述第一比较器U1的正相输入端与用于与第一基准电源连接，所述第一比较器U1的输出端与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第一光耦合器OP1的第二输入端用于接地，所述第二比较器U2的反相输入端用于与第二热敏电阻的电压取样端连接，所述第二比较器U2的正相输入端与用于与第二基准电源连接，所述第二比较器U2的输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输入端用于接地，所述第一光耦合器OP1的第一输出端用于连接第一电源，所述第一光耦合器OP1的第二输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输出端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输出端与所述第一指示模块100连接。

具体的，所述的第一热敏电阻及第二热敏电阻均属于正温度系数热敏电阻，即热敏电阻的阻值随着外界环境的温度升高而增大，温度越高，热敏电阻的阻值越大，对应的热敏电阻两端的电压也越大，例如，热敏电阻的第一端通过分压模块连接电源，热敏电阻的第二端接地，则热敏电阻的电压取样端即热敏电阻的第一端，本实施例中，第一热敏电阻及第二热敏电阻均为PTC热敏电阻（Positive Temperature Coefficient，正的温度系数）。

具体的，例如，所述第一指示模块可以是指示灯，当指示灯灭则说明监测点的温度高于预设阈值。又例如，所述第一指示模块包括处理子模块及蜂鸣器，所述处理子模块的输入端与所述第二光耦合器OP2的第二输出端连接，所述处理子模块的输出端与所述蜂鸣器连接，所述处理子模块根据接收的检测信号，以使蜂鸣器产生对应的报警信号。又例如，所述的温度监测模块包括控制模块，所述控制模块用于根据接收的检测信号，以控制对应设备停止工作。

在一个实施例中，所述第一基准电源及所述第二基准电源均为直流电，例如，第一基准电源的电压值与第二基准电源的电压值相等，例如，第一基准电源及第一基准电源均为5V直流电，又例如，第一基准电压的电压值与第二基准电压的电压值不相等，具体的，用户可以根据需求调整对应的基准电压大小，实现对监测温度报警值的调整。

上述的温度监测电路，热敏电阻的阻值会随着外界环境温度的升高增大，热敏电阻的两端的电压也随着增大，通过将热敏电阻的电压取样端与比较器的反相输入端连接，当任一热敏电阻检测到温度高于预设阈值时，即热敏电阻的两端电压大于基准电压时，比较器输出低电平信号，由于第一光耦合器OP1的输出端与第二光电耦合器的输出端串联，使得对应光耦合器的第一输出端及第二输出端处于断开状态，则第一指示模块接收低电平信号，发出对应的指示信息，以提醒用户出现温度过高现象；当第一热敏电阻及第二热敏电阻检测到的温度均低于预设阈值，则第一比较器U1和第二比较器U2均输出高电平信号，使得光电耦合器的输出端导通，第一指示模块接收到高电平信号，发出对应的指示信息，从而实现过温报警监测，另外由于温度监测电路中的元器件均可以焊接在电路板上，具有占用空间小，安装方便及制造成本低等优点。

在一个实施例中，上述温度监测电路也可以用于负温度系数的热敏电阻，即NTC（Negative Temperature Coefficient，负温度系数）热敏电阻，只需将第一热敏电阻的电压取样端与第一比较器U1的正相输入端连接，第一比较器U1的反相输入端与第一基准电源，第二热敏电阻的电压取样端与第二比较器U2的正相输入端连接，第二比较器U2的反相输入端与第二基准电源连接即可，本实施例中，不再赘述。

为了实现第一温度监测点所监测的温度预设阈值可调，在其中一个实施例中，请参阅图1，所述的温度监测电路10还包括第一可调电阻R1，所述第一可调电阻R1的第一端用于连接所述第一基准电源，所述第一可调电阻R1的第二端用于接地，所述第一可调电阻R1的调节端与所述第一比较器U1的正相输入端连接。通过设置第一可调电阻，则用户可以根据需求调节可调电阻的阻值大小，其对应的基准电压也随之改变，从而实现第一温度监测点所监测的温度预设阈值可调，即可以调节温度的监测范围，亦或者说，可以调节温度的监测的最大值。

为了实现第二温度监测点所监测的温度预设阈值可调，在其中一个实施例中，请参阅图1，所述的温度监测电路10还包括第二可调电阻R2，所述第二可调电阻R2的第一端用于连接所述第二基准电源，所述第二可调电阻R2的第二端用于接地，所述第二可调电阻R1的调节端与所述第二比较器U2的正相输入端连接。通过设置第二可调电阻，则用户可以根据需求调节可调电阻的阻值大小，其对应的基准电压也随之改变，从而实现第二温度监测点所监测的温度预设阈值可调，即可以调节温度的监测范围，亦或者说，可以调节温度的监测的最大值。

为了便于用户发现对应温度监测点的温度高于预设阈值，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述温度监测电路10还包括第二指示模块200及第三指示模块300，所述第一比较器U1的输出端通过所述第二指示模块200与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第二比较器U2的输出端通过所述第三指示模块300与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接。通过在第一比较器U1的输出端连接第二指示模块及第二比较器U2的输出端连接第三指示模块，当各监测点的温度超过预设阈值时，比较器输出低电平信号，以使指示模块发出对应的指示效果，例如指示模块为发光二极管，则时对应的发光二极管熄灭，从而便于用户查看对应监测点的温度高于预设阈值。

为了降低温度监测电路的生产制造成本，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述第二指示模块包括发光二极管D1，所述第三指示模块包括发光二极管D2，所述第一比较器U1的输出端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第二比较器U2的输出端与所述发光二极管D2的正极连接，所述发光二极管D2的负极与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接。发光二极管具有成本低，体积小的特点，通过将第二指示模块及第三指示模块均设置为发光二极管，不仅可以起到指示作用，也可以降低温度监测电路的生产制造成本。

在其中一个实施例中，所述第二指示模块及所述第三指示模块均为指示灯。

在其中一个实施例中，所述第一比较器U1及第二比较器U2均为电压比较器。

为了给比较器提供稳定的检测信号，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述的温度监测电路10还包括电阻R3和电阻R4，所述第一比较器U1的反相输入端还用于通过所述电阻R3与第三电源连接，所述第二比较器U2的反相输入端还用于通过所述电阻R4与所述第三电源连接，上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用，通过在第一比较器U1及第二比较器U2的输入端设置上拉电阻，从而给比较器提供稳定的检测信号。

为了避免干扰信号影响温度监测的准确性，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述的温度监测电路10还包括电容C1及电容C2，所述第一比较器U1的反相输入端还用于通过所述电容C1接地，所述第二比较器U2的反相输入端还用于通过所述电容C2接地。由于电容具有通交流阻直流的作用，通过在第一比较器U1的反相输入端连接一个电容C1后接地，第二比较器U2的反相输入端连接一个电容C2后接地，可以将第一热敏电阻的电压取样端及第二热敏电阻的电压取样端的干扰信号滤除，以防止干扰信号影响温度监测的准确性。

为了便于给第一比较器U1及第二比较器U2的正相输入端提供基准电压，在其中一个实施例中，请参阅图2和图3，所述的温度监测电路10还包括变压模块600，所述变压模块600的输入端用于连接第二电源，所述变压模块600的输出端与所述第一比较器U1的正相输入端连接， 所述变压模块的输出端还与所述第二比较器U2的正相输入端连接。具体的，所述第二电源为直流电，在一个实施例中，所述第二电源为24V直流电，第二电源经过变压模块变压处理后，输出5V直流电，通过设置变压模块将电源转化成温度直流电从而便于给第一比较器U1及第二比较器U2的正相输入端提供基准电压。

为了实现多个点的温度检测，在其中一个实施例中，所述温度监测电路还包括至少一个第三比较器及至少一个第三光耦合器，各所述第三比较器的反相输入端与一热敏电阻的电压取样端连接，各所述第三比较器的正相输入端用于连接第三基准电源，各所述第三比较器的输出端与一所述第三光耦合器的第一输入端对应连接，各所述第三光耦合器的输出端依次串联，各所述第三光电耦合器的输出端串联后的第一端与所述第一光耦合器OP1的第二输出端连接，各所述第三光电耦合器的输出端串联后的第二端与所述第二光电耦合器的第一输出端连接。具体的，各所述第三光电耦合器的输出端依次串联，即所述第三光电耦合器的第二输出端与下一个所述第三光电耦合器的第一输出端连接，例如，所述第三光电耦合器的数量有两个，两个第三光电耦合器中的一个第三光电耦合器的第一输出端与所述第一光耦合器OP1的第二输出端连接，两个第三光电耦合器中的一个第三光电耦合器的第二输出端与另一个第三光电耦合器的第一输出端连接，两个第三光耦合器中的另一个第三光电耦合器的第二输出端与第二光电耦合器的第一输出端连接。通过设置至少一个第三比较器及至少一个第三光电耦合器，可以增加温度检测点，实现多点温度监测，且只要其中任意监测点的温度超过预设阈值，均会使指示模块发出指示信号，以提醒用户出现温度过高现象。

在其中一个实施例中，请参阅图2，一种温度检测报警装置20，包括第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一分压模块400、第二分压模块500及上述任一实施例中所述的温度检测报警电路，所述第一热敏电阻的第一端用于通过第一分压模块400与电源连接，所述第一热敏电阻的第二端用于接地，所述第一热敏电阻的第一端与所述第一比较器U1的反相输入端连接，所述第二热敏电阻的第一端用于通过所述第二分压模块500与所述电源连接，所述第二热敏电阻的第二端用于接地，所述第二热敏电阻的第一端与所述第二比较器U2的反相输入端连接。

上述的温度监测装置，热敏电阻的阻值会随着外界环境温度的升高增大，热敏电阻的两端的电压也随着增大，通过将热敏电阻的电压取样端与比较器的反相输入端连接，当任一热敏电阻检测到温度高于预设阈值时，即热敏电阻的两端电压大于基准电压时，比较器输出低电平信号，由于第一光耦合器OP1的输出端与第二光电耦合器的输出端串联，使得对应光耦合器的第一输出端及第二输出端处于断开状态，则第一指示模块接收低电平信号，发出对应的指示信息，以提醒用户出现温度过高现象；当第一热敏电阻及第二热敏电阻检测到的温度均低于预设阈值，则第一比较器U1和第二比较器U2均输出高电平信号，使得光电耦合器的输出端导通，第一指示模块接收到高电平信号，发出对应的指示信息，从而实现过温报警监测，另外由于温度监测电路中的元器件均可以焊接在电路板上，具有占用空间小，安装方便及制造成本低等优点。

在一个实施例中，所述第一分压模块和第二分压模块均为电阻。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种温度监测电路，其特征在于，包括第一比较器U1、第二比较器U2、第一光耦合器OP1、第二光耦合器OP2及第一指示模块；

所述第一比较器U1的反相输入端用于与第一热敏电阻的电压取样端连接，所述第一比较器U1的正相输入端与用于与第一基准电源连接，所述第一比较器U1的输出端与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第一光耦合器OP1的第二输入端用于接地，所述第二比较器U2的反相输入端用于与第二热敏电阻的电压取样端连接，所述第二比较器U2的正相输入端与用于与第二基准电源连接，所述第二比较器U2的输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输入端用于接地，所述第一光耦合器OP1的第一输出端用于连接第一电源，所述第一光耦合器OP1的第二输出端与所述第二光耦合器OP2的第一输出端连接，所述第二光耦合器OP2的第二输出端与所述第一指示模块连接；

还包括第一可调电阻R1，所述第一可调电阻R1的第一端用于连接所述第一基准电源，所述第一可调电阻R1的第二端用于接地，所述第一可调电阻R1的调节端与所述第一比较器U1的正相输入端连接；

还包括第二可调电阻R2，所述第二可调电阻R2的第一端用于连接所述第二基准电源，所述第二可调电阻R2的第二端用于接地，所述第二可调电阻R1的调节端与所述第二比较器U2的正相输入端连接。

2.根据权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，还包括第二指示模块及第三指示模块，所述第一比较器U1的输出端通过所述第二指示模块与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第二比较器U2的输出端通过所述第三指示模块与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接。

3.根据权利要求2所述的温度监测电路，其特征在于，所述第二指示模块包括发光二极管D1，所述第三指示模块包括发光二极管D2，所述第一比较器U1的输出端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述第一光耦合器OP1的第一输入端连接，所述第二比较器U2的输出端与所述发光二极管D2的正极连接，所述发光二极管D2的负极与所述第二光耦合器OP2的第一输入端连接。

4.根据权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，所述第一比较器U1及第二比较器U2均为电压比较器。

5.根据权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，还包括电阻R3和电阻R4，所述第一比较器U1的反相输入端还用于通过所述电阻R3与第三电源连接，所述第二比较器U2的反相输入端还用于通过所述电阻R4与所述第三电源连接。

6.根据权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，还包括电容C1及电容C2，所述第一比较器U1的反相输入端还用于通过所述电容C1接地，所述第二比较器U2的反相输入端还用于通过所述电容C2接地。

7.根据权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，还包括变压模块，所述变压模块的输入端用于连接第二电源，所述变压模块的输出端与所述第一比较器U1的正相输入端连接， 所述变压模块的输出端还与所述第二比较器U2的正相输入端连接。

8.一种温度监测装置，其特征在于，包括第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一分压模块、第二分压模块及如权利要求1至7任一项中所述的温度监测电路，所述第一热敏电阻的第一端用于通过第一分压模块与电源连接，所述第一热敏电阻的第二端用于接地，所述第一热敏电阻的第一端与所述第一比较器U1的反相输入端连接，所述第二热敏电阻的第一端用于通过所述第二分压模块与所述电源连接，所述第二热敏电阻的第二端用于接地，所述第二热敏电阻的第一端与所述第二比较器U2的反相输入端连接。

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