CN110337168B - 一种防爆型静电消除系统及其工作流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆型静电消除系统及其工作流程，要解决的是现有消除静电产品使用中的问题。本产品包括安全控制器和流水线控制器，安全控制器分别与前置静电传感器、后置静电传感器、电源开关、第一压力开关、电磁阀、气流量表、第二压力开关、高压发生器、远程控制中心和流水线控制器相连，高压发生器、气流量表和第二压力开关均与静电消除棒相连，静电消除棒与带电体配合使用，电源开关与外部电源相连，第一压力开关分别与减压器和电磁阀相连，电磁阀与气流量表相连，减压器与外部气源相连。本产品设计合理，智能化程度高，故障率低，防爆效果好，使用稳定性好，维修难度低，适用于石油、化工、橡胶及医药制品等领域，具有广阔的应用前景。

Description

一种防爆型静电消除系统及其工作流程

技术领域

本发明涉及静电消除领域，具体是一种防爆型静电消除系统。

背景技术

长期以来，在易燃易爆环境中，火灾事故时有发生，事故的原因复杂，静电灾害往往是事故发生的重要原因之一，静电是一种处于静止状态的电荷。静电现象也分为两种，即正静电和负静电。但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象，这就会产生静电危害。

防静电危害已经成为世界范围内安全生产的重要研究课题。国内在石油、化工、橡胶及医药制品等领域在防爆静电消除技术方面的发展还处于相当落后的状态，目前基本上采用传统的电子硬件搭建的模拟电路和逻辑电路作为主要控制装置。其缺陷在于电子电路复杂、控制技术落后，除静电效果不显著、无升级空间；而且电子元器件受环境（温度、湿度）变化和自身老化劣变等因素的影响很大，故障率高、维修难度大，不能适应国内外日益发展的高科技市场的需求，人们也在进行相关方面的研究。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种防爆型静电消除系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种防爆型静电消除系统，包括安全控制器和流水线控制器，安全控制器分别与前置静电传感器、后置静电传感器、电源开关、第一压力开关、电磁阀、气流量表、第二压力开关、高压发生器、远程控制中心和流水线控制器相连，高压发生器、气流量表和第二压力开关均与静电消除棒相连，静电消除棒与带电体配合使用，电源开关与外部电源相连，第一压力开关分别与减压器和电磁阀相连，电磁阀与气流量表相连，减压器与外部气源相连，带电体安放在流水线上，前置静电传感器安装在流水线的前侧，后置静电传感器安装在流水线的后侧，静电消除棒设置在前置静电传感器和后置静电传感器之间，本产品中安全控制器、前置静电传感器、后置静电传感器、高压发生器和静电消除棒组成安全智能静电消除反馈系统，以安全控制器为核心控制器，以前置静电传感器和后置静电传感器为反馈信号，控制高压发生器的工作模式，通过静电消除棒产生的正（或负、或正负交替）离子风，中和带电体表面的静电荷，达到安全智能除静电效果；由减压器、第一压力开关、电磁阀、气流量表、静电消除棒、第二压力开关、报警器和安全控制器组成气压反馈系统，气压反馈系统分为前端与后端，前端的气压反馈系统由减压器、第一压力开关、报警器和安全控制器组成，外部气源经过减压器过滤减压后进入第一压力开关，第一压力开关将检测到的气压值（开关量）传送到安全控制器，安全控制器据此判断气路的气压是否处于正常使用范围，若气压处于正常使用范围，则打开电磁阀；若气压不处于正常使用范围，则判断为气路发生异常、停止相关的功能、关闭电磁阀并打开报警器；后端的气压反馈系统由静电消除棒、第二压力开关、报警器和安全控制器组成。第二压力开关自动检测静电消除棒内部的气压，当气压低于第二压力开关的设定值时，第二压力开关向安全控制器发出信号，由安全控制器判断为气路发生异常，关闭相关功能、关闭电磁阀并打开报警器；由电磁阀、气流量表、静电消除棒、第二压力开关、报警器和安全控制器组成气流量检测反馈：电磁阀被打开后气流按顺序进入气流量表、静电消除棒、第二压力开关，气流量表将检测到的气流量值（模拟量或开关量）传送到安全控制器，安全控制器据此判断气路的气流量是否处于正常使用范围，若气流量处于正常使用范围，则反复检测；若气流量不处于正常使用范围，则判断为气路发生异常，关闭相关功能、关闭电磁阀并打开报警器；安全控制器和远程控制中心组成远程双向实时安全管理系统，安全控制器向远程控制中心发送实时状态信息，远程控制中心可以监控安全控制器的工作状态并根据需要发送操控指令，安全控制器连接流水线控制器组成流水线流水线控制系统，安全控制器根据收集到的相关信息，向流水线控制器发出指令，安全可靠地实现除静电功能；安全控制器连接报警器组成报警系统。安全控制器根据收集到的相关信息，发现异常情况时关闭相关功能并向报警器发出报警指令，安全可靠地实现除静电功能。

作为本发明实施例进一步的方案：安全控制器通过有线模块和无线模块与远程控制中心相连，使用者根据自己的情况选择。

作为本发明实施例进一步的方案：安全控制器包括防爆盒，防爆盒内安装有高压采样器、微芯片和交直流转换器，交直流转换器与电源开关相连，微芯片分别与放大器II、放大器III、比较器I、比较器II、整形器I、放大器VI和整形器II相连，整形器II通过光电隔离III与第二压力开关相连，放大器VI与气流量表相连，整形器I通过光电隔离II与第一压力开关相连，比较器II通过放大器V与高压发生器相连，比较器I通过放大器IV与高压发生器相连，放大器III通过电流互感器与高压发生器相连，放大器II通过光电隔离I与放大器I相连，放大器I通过高压采样器与高压发生器相连，本产品具有自动判断高压除静电工作模式（工频交流、±脉动直流、高频交流、±高频直流）的功能；本产品具有自动高压电压、电流反馈，高压输出稳定、自动静电消除反馈、自动气压和气流量检测的功能；本产品具有自动高压打火（拉弧）、高压短路、高压开路检测与保护、自动安全保护和报警的功能；本产品具有自动流水线控制和远程网络通讯的功能。

作为本发明实施例进一步的方案：静电消除棒采用防爆正压型静电消除棒，高压发生器采用防爆隔离高压发生器，市场易购得，使用效果好。

作为本发明实施例进一步的方案：报警器采用防爆报警器，包括声音报警器和灯光报警器，声音报警器可以发出声音提示，灯光报警器可以发出灯光提醒。

作为本发明实施例进一步的方案：减压器采用防爆空滤减压器，第一压力开关和第二压力开关均采用防爆隔离压力开关，使用效果好。

作为本发明实施例进一步的方案：微芯片采用可编程微芯片（MCU），使用简单方便。

所述防爆型静电消除系统的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，接通外部气源和外部电源，打开电源开关，系统启动；

步骤二，将带电体放在流水线上，当带电体通过前置静电传感器时，前置静电传感器自动检测带电体的表面静电电荷量，并自动反馈于安全控制器，安全控制器根据前置静电传感器的反馈值，计算出最有效的除静电工作模式并控制高压发生器的工作状态，通过静电消除棒产生的正（或负、或正负交替）离子风，中和带电体表面的静电荷，达到最佳除静电效果；

步骤三，当被除过一次静电后的带电体通过后置静电传感器时，后置静电传感器自动检测带电体的表面静电残留电荷量，并自动反馈于安全控制器，安全控制器根据后置静电传感器的反馈值，判断是否重复上述的除静电过程。

作为本发明实施例进一步的方案：除静电工作模式包括工频交流、±脉动直流、高频交流以及±高频直流模式。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：

本产品设计合理，智能化程度高，故障率低，使用稳定性好，防爆效果好，维修难度低，适用于石油、化工、橡胶及医药制品等领域，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为防爆型静电消除系统的结构示意图。

图2为防爆型静电消除系统中安全控制器的结构示意图。

图3为防爆型静电消除系统在流水线使用时的结构示意图。

其中：1-安全控制器，2-前置静电传感器，3-后置静电传感器，4-电源开关，5-减压器，6-第一压力开关，7-电磁阀，8-气流量表，9-静电消除棒，10-第二压力开关，11-高压发生器，12-无线模块，13-有线模块，14-远程控制中心，15-流水线控制器，16-报警器，17-带电体，18-流水线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种防爆型静电消除系统，包括安全控制器1和流水线控制器15，安全控制器1分别与前置静电传感器2、后置静电传感器3、电源开关4、第一压力开关6、电磁阀7、气流量表8、第二压力开关10、高压发生器11、远程控制中心14和流水线控制器15相连，高压发生器11、气流量表8和第二压力开关10均与静电消除棒9相连，静电消除棒9与带电体17配合使用，电源开关4与外部电源相连，第一压力开关6分别与减压器5和电磁阀7相连，电磁阀7与气流量表8相连，减压器5与外部气源相连，带电体17安放在流水线18上，前置静电传感器2安装在流水线18的前侧，后置静电传感器3安装在流水线18的后侧，静电消除棒9设置在前置静电传感器2和后置静电传感器3之间，本产品中安全控制器1、前置静电传感器2、后置静电传感器3、高压发生器11和静电消除棒9组成安全智能静电消除反馈系统，以安全控制器1为核心控制器，以前置静电传感器2和后置静电传感器3为反馈信号，控制高压发生器11的工作模式，通过静电消除棒9产生的正（或负、或正负交替）离子风，中和带电体17表面的静电荷，达到安全智能除静电效果；由减压器5、第一压力开关6、电磁阀7、气流量表8、静电消除棒9、第二压力开关10、报警器16和安全控制器1组成气压反馈系统，气压反馈系统分为前端与后端，前端的气压反馈系统由减压器5、第一压力开关6、报警器16和安全控制器1组成，外部气源经过减压器5过滤减压后进入第一压力开关6，第一压力开关6将检测到的气压值（开关量）传送到安全控制器1，安全控制器1据此判断气路的气压是否处于正常使用范围，若气压处于正常使用范围，则打开电磁阀7；若气压不处于正常使用范围，则判断为气路发生异常、停止相关的功能、关闭电磁阀7并打开报警器16；后端的气压反馈系统由静电消除棒9、第二压力开关10、报警器16和安全控制器1组成。第二压力开关10自动检测静电消除棒9内部的气压，当气压低于第二压力开关10的设定值时，第二压力开关10向安全控制器1发出信号，由安全控制器1判断为气路发生异常，关闭相关功能、关闭电磁阀7并打开报警器16；由电磁阀7、气流量表8、静电消除棒9、第二压力开关10、报警器16和安全控制器1组成气流量检测反馈：电磁阀7被打开后气流按顺序进入气流量表8、静电消除棒9、第二压力开关10，气流量表8将检测到的气流量值（模拟量或开关量）传送到安全控制器1，安全控制器1据此判断气路的气流量是否处于正常使用范围，若气流量处于正常使用范围，则反复检测；若气流量不处于正常使用范围，则判断为气路发生异常，关闭相关功能、关闭电磁阀7并打开报警器16；安全控制器1和远程控制中心14组成远程双向实时安全管理系统，安全控制器1向远程控制中心14发送实时状态信息，远程控制中心14可以监控安全控制器1的工作状态并根据需要发送操控指令，安全控制器1连接流水线控制器15组成流水线流水线控制系统，安全控制器1根据收集到的相关信息，向流水线控制器15发出指令，安全可靠地实现除静电功能；安全控制器1连接报警器16组成报警系统。安全控制器1根据收集到的相关信息，发现异常情况时关闭相关功能并向报警器16发出报警指令，安全可靠地实现除静电功能。

为了适用于不同情况，安全控制器1通过有线模块13和无线模块12与远程控制中心14相连，使用者根据自己的情况选择。

进一步的，安全控制器1包括防爆盒，防爆盒内安装有高压采样器、微芯片和交直流转换器，交直流转换器与电源开关4相连，微芯片分别与放大器II、放大器III、比较器I、比较器II、整形器I、放大器VI和整形器II相连，整形器II通过光电隔离III与第二压力开关10相连，放大器VI与气流量表8相连，整形器I通过光电隔离II与第一压力开关6相连，比较器II通过放大器V与高压发生器11相连，比较器I通过放大器IV与高压发生器11相连，放大器III通过电流互感器与高压发生器11相连，放大器II通过光电隔离I与放大器I相连，放大器I通过高压采样器与高压发生器11相连，本产品具有自动判断高压除静电工作模式（工频交流、±脉动直流、高频交流、±高频直流）的功能；本产品具有自动高压电压、电流反馈，高压输出稳定、自动静电消除反馈、自动气压和气流量检测的功能；本产品具有自动高压打火（拉弧）、高压短路、高压开路检测与保护、自动安全保护和报警的功能；本产品具有自动流水线控制和远程网络通讯的功能，通过高压采样器、放大器I、光电隔离I、放大器II形成的电路，采集高压发生器11的输出电压；通过电流互感器、放大器II形成的电路，采集高压发生器11的输出电流，由微芯片的运算结果，控制高压发生器11的输出处于稳定的工作状态，通过放大器IV、比较器I形成的电路，采集高压发生器11的输出高压端的打火（拉弧）信号并传输给微芯片，由微芯片的运算结果，判断是否发生打火异常，若是，微芯片发出指令立即关闭高压发生器11、开启报警器16，确保安全可靠地实现除静电功能；通过放大器V、比较器II，采集高压发生器11的输出高压端的短路信号并传输给微芯片，由微芯片的运算结果，判断是否发生短路异常，若是，微芯片发出指令立即关闭高压发生器11、开启报警器16，确保安全可靠地实现除静电功能；由微芯片对实时高压电压、电流的跟踪运算结果，判断是否发生高压开路异常，若是、微芯片发出指令立即关闭高压发生器11、开启报警器16，确保安全可靠地实现除静电功能，通过光电隔离II、整形器I形成的电路，采集第一压力开关6的气压值并传输给微芯片，由微芯片的运算结果，控制电磁阀7。当气压小于设定值时，由微芯片发出指令立即关闭高压发生器11、开启报警器16，确保安全可靠地实现除静电功能；通过放大器VI，采集气流量表8的值并传输给微芯片，当气流量小于设定值时，由微芯片发出指令立即关闭高压发生器11、开启报警器16，确保安全可靠地实现除静电功能；通过光电隔离III、整形II形成的电路，采集第二压力开关10的值并传输给微芯片，由微芯片的运算结果，判断静电消除棒9是否处于正常的气压工作状态，若否、微芯片发出指令立即关闭高压发生器11、开启报警器16，确保安全可靠地实现除静电功能。

进一步的，微芯片采用可编程微芯片（MCU），使用简单方便，软件容易升级。

所述防爆型静电消除系统的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，接通外部气源和外部电源，打开电源开关4，系统启动；

步骤二，将带电体17放在流水线18上，当带电体17通过前置静电传感器2时，前置静电传感器2自动检测带电体17的表面静电电荷量，并自动反馈于安全控制器1，安全控制器1根据前置静电传感器2的反馈值，计算出最有效的除静电工作模式并控制高压发生器11的工作状态，除静电工作模式包括工频交流、±脉动直流、高频交流以及±高频直流模式，通过静电消除棒9产生的正（或负、或正负交替）离子风，中和带电体17表面的静电荷，达到最佳除静电效果；

步骤三，当被除过一次静电后的带电体17通过后置静电传感器3时，后置静电传感器3自动检测带电体17的表面静电残留电荷量，并自动反馈于安全控制器1，安全控制器1根据后置静电传感器3的反馈值，判断是否重复上述的除静电过程。

实施例2

一种防爆型静电消除系统，包括安全控制器1和流水线控制器15，安全控制器1分别与前置静电传感器2、后置静电传感器3、电源开关4、第一压力开关6、电磁阀7、气流量表8、第二压力开关10、高压发生器11、远程控制中心14和流水线控制器15相连，高压发生器11、气流量表8和第二压力开关10均与静电消除棒9相连，静电消除棒9与带电体17配合使用，电源开关4与外部电源相连，第一压力开关6分别与减压器5和电磁阀7相连，电磁阀7与气流量表8相连，减压器5与外部气源相连，带电体17安放在流水线18上，前置静电传感器2安装在流水线18的前侧，后置静电传感器3安装在流水线18的后侧，静电消除棒9设置在前置静电传感器2和后置静电传感器3之间，本产品中安全控制器1、前置静电传感器2、后置静电传感器3、高压发生器11和静电消除棒9组成安全智能静电消除反馈系统，以安全控制器1为核心控制器，以前置静电传感器2和后置静电传感器3为反馈信号，控制高压发生器11的工作模式，通过静电消除棒9产生的正（或负、或正负交替）离子风，中和带电体17表面的静电荷，达到安全智能除静电效果；由减压器5、第一压力开关6、电磁阀7、气流量表8、静电消除棒9、第二压力开关10、报警器16和安全控制器1组成气压反馈系统，气压反馈系统分为前端与后端，前端的气压反馈系统由减压器5、第一压力开关6、报警器16和安全控制器1组成，外部气源经过减压器5过滤减压后进入第一压力开关6，第一压力开关6将检测到的气压值（开关量）传送到安全控制器1，安全控制器1据此判断气路的气压是否处于正常使用范围，若气压处于正常使用范围，则打开电磁阀7；若气压不处于正常使用范围，则判断为气路发生异常、停止相关的功能、关闭电磁阀7并打开报警器16；后端的气压反馈系统由静电消除棒9、第二压力开关10、报警器16和安全控制器1组成。第二压力开关10自动检测静电消除棒9内部的气压，当气压低于第二压力开关10的设定值时，第二压力开关10向安全控制器1发出信号，由安全控制器1判断为气路发生异常，关闭相关功能、关闭电磁阀7并打开报警器16；由电磁阀7、气流量表8、静电消除棒9、第二压力开关10、报警器16和安全控制器1组成气流量检测反馈：电磁阀7被打开后气流按顺序进入气流量表8、静电消除棒9、第二压力开关10，气流量表8将检测到的气流量值（模拟量或开关量）传送到安全控制器1，安全控制器1据此判断气路的气流量是否处于正常使用范围，若气流量处于正常使用范围，则反复检测；若气流量不处于正常使用范围，则判断为气路发生异常，关闭相关功能、关闭电磁阀7并打开报警器16；安全控制器1和远程控制中心14组成远程双向实时安全管理系统，安全控制器1向远程控制中心14发送实时状态信息，远程控制中心14可以监控安全控制器1的工作状态并根据需要发送操控指令，安全控制器1连接流水线控制器15组成流水线流水线控制系统，安全控制器1根据收集到的相关信息，向流水线控制器15发出指令，安全可靠地实现除静电功能；安全控制器1连接报警器16组成报警系统。安全控制器1根据收集到的相关信息，发现异常情况时关闭相关功能并向报警器16发出报警指令，安全可靠地实现除静电功能。

为了保证使用效果，静电消除棒9采用防爆正压型静电消除棒，市场易购得，使用效果好。

进一步的，报警器16采用防爆报警器，包括声音报警器和灯光报警器，声音报警器可以发出声音提示，灯光报警器可以发出灯光提醒。

进一步的，减压器5采用防爆空滤减压器，第一压力开关6和第二压力开关10均采用防爆隔离压力开关，使用效果好。

所述防爆型静电消除系统的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，接通外部气源和外部电源，打开电源开关4，系统启动；

步骤二，将带电体17放在流水线18上，当带电体17通过前置静电传感器2时，前置静电传感器2自动检测带电体17的表面静电电荷量，并自动反馈于安全控制器1，安全控制器1根据前置静电传感器2的反馈值，计算出最有效的除静电工作模式并控制高压发生器11的工作状态，除静电工作模式包括工频交流、±脉动直流、高频交流以及±高频直流模式，通过静电消除棒9产生的正（或负、或正负交替）离子风，中和带电体17表面的静电荷，达到最佳除静电效果；

步骤三，当被除过一次静电后的带电体17通过后置静电传感器3时，后置静电传感器3自动检测带电体17的表面静电残留电荷量，并自动反馈于安全控制器1，安全控制器1根据后置静电传感器3的反馈值，判断是否重复上述的除静电过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种防爆型静电消除系统， 包括安全控制器（1）和流水线控制器（15），其特征在于，安全控制器（1）分别与前置静电传感器（2）、后置静电传感器（3）、电源开关（4）、第一压力开关（6）、电磁阀（7）、气流量表（8）、第二压力开关（10）、高压发生器（11）、远程控制中心（14）和流水线控制器（15）相连，高压发生器（11）、气流量表（8）和第二压力开关（10）均与静电消除棒（9）相连，静电消除棒（9）与带电体（17）配合使用，电源开关（4）与外部电源相连，第一压力开关（6）分别与减压器（5）和电磁阀（7）相连，电磁阀（7）与气流量表（8）相连，减压器（5）与外部气源相连，带电体（17）安放在流水线（18）上，前置静电传感器（2）安装在流水线（18）的前侧，后置静电传感器（3）安装在流水线（18）的后侧，静电消除棒（9）设置在前置静电传感器（2）和后置静电传感器（3）之间，第二压力开关（10）自动检测静电消除棒（9）内部的气压，所述安全控制器（1）包括防爆盒，防爆盒内安装有高压采样器、微芯片和交直流转换器，交直流转换器与电源开关（4）相连，微芯片分别与放大器II、放大器III、比较器I、比较器II、整形器I、放大器VI和整形器II相连，整形器II通过光电隔离III与第二压力开关（10）相连，放大器VI与气流量表（8）相连，整形器I通过光电隔离II与第一压力开关（6）相连，比较器II通过放大器V与高压发生器（11）相连，比较器I通过放大器IV与高压发生器（11）相连，放大器III通过电流互感器与高压发生器（11）相连，放大器II通过光电隔离I与放大器I相连，放大器I通过高压采样器与高压发生器（11）相连。

2.根据权利要求1所述的防爆型静电消除系统，其特征在于，所述安全控制器（1）通过有线模块（13）和无线模块（12）与远程控制中心（14）相连。

3.根据权利要求1所述的防爆型静电消除系统，其特征在于，所述静电消除棒（9）采用防爆正压型静电消除棒。

4.根据权利要求1所述的防爆型静电消除系统，其特征在于，所述高压发生器（11）采用防爆隔离高压发生器。

5.根据权利要求1所述的防爆型静电消除系统，其特征在于，所述减压器（5）采用防爆空滤减压器，第一压力开关（6）和第二压力开关（10）均采用防爆隔离压力开关。

6.根据权利要求1所述的防爆型静电消除系统，其特征在于，所述微芯片采用可编程微芯片。

7.一种如权利要求1-6任一所述的防爆型静电消除系统的工作流程，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，接通外部气源和外部电源，打开电源开关（4），系统启动；

步骤二，将带电体（17）放在流水线（18）上，当带电体（17）通过前置静电传感器（2）时，前置静电传感器（2）自动检测带电体（17）的表面静电电荷量，并自动反馈于安全控制器（1），安全控制器（1）根据前置静电传感器（2）的反馈值，计算出最有效的除静电工作模式并控制高压发生器（11）的工作状态，通过静电消除棒（9）产生的离子风中和带电体（17）表面的静电荷；

步骤三，当被除过一次静电后的带电体（17）通过后置静电传感器（3）时，后置静电传感器（3）自动检测带电体（17）的表面静电残留电荷量，并自动反馈于安全控制器（1），安全控制器（1）根据后置静电传感器（3）的反馈值，判断是否重复上述的除静电工作模式。

8.根据权利要求7所述的防爆型静电消除系统的工作流程，其特征在于，所述除静电工作模式包括工频交流、±脉动直流、高频交流以及±高频直流模式。

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