CN110927149A - 人防专用催化剂dmmp防护时间测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置及测试方法，装置包括DMMP蒸汽发生系统、气体控制传送系统、吸附系统、尾气处理系统和生物酶检测系统；DMMP蒸汽发生系统用于产生DMMP蒸汽；气体控制传送系统的输入端分别连通外界大气和DMMP蒸汽发生系统；吸附系统用于内置待测样品，且进口端与气体控制传送系统的输出端连通；尾气处理系统分别与吸附系统的进口端和出口端连通；生物酶检测系统分别与吸附系统的进口端和出口端连通。本发明可以实时显示出DMMP蒸汽发生的浓度并准确测试人防专用活性炭的防护穿透时间，检测时间短，单次测试成本低；测试过程中，通过管道阀门开关保证蒸汽不泄露到环境中，更加环保安全。

Description

人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及用于人防实验的有毒空气检测技术领域，更具体的说是涉及一种人防专用催化剂的沙林模拟试剂DMMP防护时间的测试装置及其测试方法。
背景技术
DMMP(全称甲基膦酸二甲酯)常温下为无色透明液体，在高分子材料中是一种被广泛使用的阻燃剂。但其分子结构与沙林极为相似，以及毒性原地于沙林的特点，常常被用作沙林模拟剂，在防化类型产品的品质检测中，代替沙林进行试验。
人防专用催化剂是一种用于防化的专用催化剂，可以有效防护苯蒸气、硫化氢等常见蒸汽以及氢氰酸、氯化氰、沙林试剂等剧毒气体。GBT7702.10-2008中提到了人防专用催化剂对于苯蒸气的防护性能的检测，GJB1468A-2007中也提到了人防专用催化剂对于氢氰酸、氯化氰的防护性能的检测，但是很少有涉及人防专用催化剂对于沙林模拟试剂DMMP的防护性能的检测。
专利CN204924683U提出了一种DMMP防护时间测试装置，但该装置测试时，只能检测人防专用过滤吸收器，并不能单独检测人防专用催化剂，检测耗时长，且检测成本高，并且不能精确显示人防专用催化剂在特定DMMP蒸汽浓度下的防护时间。
因此，如何提供一种可以实时显示出系统中DMMP蒸汽发生的浓度以及准确测试人防专用活性炭的防护穿透时间，且检测时间短、单次测试成本低的测试装置及测试方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，旨在解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，包括：DMMP蒸汽发生系统、气体控制传送系统、吸附系统、尾气处理系统和生物酶检测系统；
所述DMMP蒸汽发生系统用于产生DMMP蒸汽；
所述气体控制传送系统的输入端分别连通外界大气和所述DMMP蒸汽发生系统，且用于将外界大气和DMMP蒸汽向输出端传送；
所述吸附系统用于内置待测样品，且进口端与所述气体控制传送系统的输出端连通；
所述尾气处理系统分别与所述吸附系统的进口端和出口端连通；
所述生物酶检测系统分别与所述吸附系统的进口端和出口端连通，且用于实时检测所述吸附系统的进口端和出口端的DMMP蒸汽浓度。
通过上述技术方案，提出了一种人防专用催化剂沙林模拟试剂DMMP防护时间的测试装置，利用装置中集成的生物酶检测系统，可以实时显示出系统中DMMP蒸汽发生的浓度以及准确测试人防专用活性炭的防护穿透时间，检测时间短，单次测试成本低。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述DMMP蒸汽发生系统包括DMMP蒸汽发生器和称重组件；所述DMMP蒸汽发生器放置在所述称重组件上，所述DMMP蒸汽发生器产生的DMMP蒸汽通过带有第一截止阀的管路与所述气体控制传送系统的输入端连通。DMMP蒸汽发生器是带电加热夹套的平底容器，其中夹套外部设有隔热层，DMMP蒸汽发生器附带温度检测及控制功能，使用时DMMP液体置于容器内部，通过加热产生DMMP蒸汽。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述气体控制传送系统包括依次安装在进气输送管道上的管道增压风机、空气过滤器、温湿度控制器和温湿度检测器；所述进气输送管道靠近所述管道增压风机的一端与外界大气连通，所述进气输送管道靠近所述温湿度检测器的一端与所述吸附系统连通；所述空气过滤器和所述温湿度控制器之间的所述进气输送管道与所述DMMP蒸汽发生系统连通。能够对外界大气吸入的洁净度和温湿度进行控制和检测，更有利于提高测试精度。
进一步补充的是，管道增压风机为变频式增压风机，可以在0-250m3/h范围内调节风机流量；空气过滤器可以过滤掉空气中粒径大于2.5mm的悬浮粒子，保证管道进气空气质量；温湿度控制器为电阻丝加热形式；进气输送管道为管径22mm至60mm的不锈钢钢管。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述吸附系统包括进风扩散器、出风扩散器、法兰夹板和可拆卸碳板；所述进风扩散器和所述出风扩散器均为锥形筒，所述进风扩散器和所述出风扩散器的喇叭口对应布置，且通过所述法兰夹板将所述可拆卸碳板连接在其之间，所述可拆卸碳板内用于放置待测样品；所述进风扩散器的收紧口的延伸管路上依次安装进气控制阀和第一气体流量计后与所述进气输送管道连通；所述出风扩散器的收紧口的延伸管路上安装出气控制阀后与所述尾气处理系统和所述生物酶检测系统连通。法兰夹板具有紧固、密封的作用，通过控制法兰夹板的紧固螺丝，方便可拆卸碳板在装置上的拆卸；同时，通过各个阀门的控制能够便于进行测试。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述出风扩散器连接有压力测试计。能够对气体压力进行监控，有利于提高测试精度。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述可拆卸碳板为100mm×100mm×200mm方形钢槽，钢槽与所述法兰夹板的固定端为40-80目钢丝网面。安装时，网面与进风扩散器和出风扩散器接触，通过法兰夹板固定并密封，保证装置在运行过程中，装置内部气体不会外泄。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述尾气处理系统包括高浓度DMMP蒸汽输送管、活性炭吸附箱和尾气输送管道；所述高浓度DMMP蒸汽输送管一端与所述进气控制阀和所述第一气体流量计之间的管路连通，另一端与所述活性炭吸附箱连通，且所述高浓度DMMP蒸汽输送管依次安装有第二截止阀和密闭管道增压机；所述尾气输送管道一端与所述活性炭吸附箱连通，另一端与所述出风扩散器收紧口的延伸管路末端连通。第二截止阀、高浓度DMMP蒸汽输送管道和密闭管道增压风机组成了DMMP发生系统的安全防护组件，在DMMP蒸汽浓度调试过程或测试停止时，可以通过上述三个附件将过剩的高浓度DMMP蒸汽转移至活性炭吸附箱中，避免泄露到大气中危害操作人员的健康；同时，试验后的尾气通过尾气输送管道同样转移至活性炭吸附箱中，可以有效吸附装置中排出气体中的DMMP成分，避免DMMP蒸汽进入环境中。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述生物酶检测系统包括两个光谱吸收器；所述进气控制阀和所述第一气体流量计之间的管路、以及所述出风扩散器收紧口的延伸管路末端均通过安装有第二气体流量计的管路与不同的所述光谱吸收器连通；所述光谱吸收器内装有显色溶液；两个所述光谱吸收器通过光电信号线与计算机电性连接。能够对初始状态和经过待测样品(催化剂)的DMMP蒸汽浓度进行实时检测。
优选的，在上述一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置中，所述光谱吸收器为石英材质容器。容器侧面设置光谱发生、接收、信号转换模块，此转换模块为光谱模块，光谱模块可使用Ocean Optics USB4000型微型光谱仪，此光谱仪可以接受受检测样品的光谱，可以将容器内部溶液波长0-500mm的光谱信号转换为电信号，通过光电信号线传输至计算机或笔记本电脑中，由专用软件实时检测处理，此专用软件为Ocean Optics USB4000型微型光谱仪将吸收溶液中的变化转换为电信号，并显示出来。
进一步补充的是，显色溶液为一种固定浓度的生物酶水溶液，该溶液可以与DMMP快速发生反应，而改变溶液本身的光谱特性。
需要进一步解释说明的是，显色溶液为一种能够与DMMP气体发生反应，引起溶液整体光谱信号发生变化的溶液，综合有效物浓度＜1％。
例如：显色溶液为植物酶/磷酸钠/单磺酸四苯基卟啉的混合溶液，植物酶含量＜0.01％(质量浓度)，单磺酸四苯基卟啉≤0.01％(质量浓度)，磷酸钠≤0.1％(质量浓度)。
本发明还提供了一种利用人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置的测试方法，具体包括以下步骤：
S1、将待测样品置于可拆卸碳板中，通过法兰夹板固定；
S2、关闭进气控制阀和出气控制阀，打开第一截止阀和第二截止阀；同时打开管道增压风机，通过第一气体流量计将进气输送管道内的气体流量调节至Q1并记录；
S3、向DMMP蒸汽发生器中注入DMMP溶液并加热，同时打开管道增压风机，通过生物酶检测系统检测检测管道中DMMP蒸汽的浓度，待浓度稳定后，记为C1；
S4、关闭第二截止阀，打开进气控制阀和出气控制阀，调节第二气体流量计，流量为Q1流量的10％，并开始计时；
S5、待生物酶检测系统显示显色溶液中的DMMP浓度C2超过0.0024mg/L，则判定可拆卸碳板中的待测样品不能再吸收DMMP蒸汽，此时记录时间T；此时，该待测样品的检测结果为：该催化剂在浓度为C1的DMMP蒸汽浓度下的防护时间为T。
通过上述技术方案，本发明利用装置中集成的生物酶检测系统，可以实时显示出系统中DMMP蒸汽发生的浓度以及准确测试人防专用活性炭的防护穿透时间，检测时间短，单次测试成本低。且测试过程中，可以通过管道阀门的开关，保证DMMP蒸汽不泄露到环境中，更加环保安全。
优选的，在上述一种利用人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置的测试方法中，若要更换待测样品，则只需调节进气控制阀、出气控制阀及第一截止阀和第二截止阀的开关状态，即可在安全条件下更换待测样品。
优选的，在上述一种利用人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置的测试方法中，第一气体流量计的流量调节范围为0-250m3/h；第二气体流量计流量的调节范围为0-25m3/h。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置及测试方法，利用装置中集成的生物酶检测系统，可以实时显示出系统中DMMP蒸汽发生的浓度以及准确测试人防专用活性炭的防护穿透时间，检测时间短，单次测试成本低。且测试过程中，可以通过管道阀门的开关，保证DMMP蒸汽不泄露到环境中，更加环保安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的系统连接示意图；
图2附图为本发明提供的结构连接示意图。
其中：
1-DMMP蒸汽发生系统；
11-DMMP蒸汽发生器；
12-称重组件；
13-第一截止阀；
2-气体控制传送系统；
21-进气输送管道；
22-管道增压风机；
23-空气过滤器；
24-温湿度控制器；
25-温湿度检测器；
3-吸附系统；
31-进风扩散器；
32-出风扩散器；
33-法兰夹板；
34-可拆卸碳板；
35-进气控制阀；
36-第一气体流量计；
37-出气控制阀；
38-压力测试计；
4-尾气处理系统；
41-高浓度DMMP蒸汽输送管；
42-活性炭吸附箱；
43-尾气输送管道；
44-第二截止阀；
45-密闭管道增压机；
5-生物酶检测系统；
51-光谱吸收器；
52-第二气体流量计；
53-显色溶液；
54-光电信号线；
55-计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参见附图1，本发明实施例公开了一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，包括：DMMP蒸汽发生系统1、气体控制传送系统2、吸附系统3、尾气处理系统4和生物酶检测系统5；
DMMP蒸汽发生系统1用于产生DMMP蒸汽；
气体控制传送系统2的输入端分别连通外界大气和DMMP蒸汽发生系统1，且用于将外界大气和DMMP蒸汽向输出端传送；
吸附系统3用于内置待测样品，且进口端与气体控制传送系统2的输出端连通；
尾气处理系统4分别与吸附系统3的进口端和出口端连通；
生物酶检测系统5分别与吸附系统3的进口端和出口端连通，且用于实时检测吸附系统3的进口端和出口端的DMMP蒸汽浓度。
参见附图2，DMMP蒸汽发生系统1包括DMMP蒸汽发生器11和称重组件12；DMMP蒸汽发生器11放置在称重组件12上，DMMP蒸汽发生器11产生的DMMP蒸汽通过带有第一截止阀13的管路与气体控制传送系统2的输入端连通。
为了进一步优化上述技术方案，气体控制传送系统2包括依次安装在进气输送管道21上的管道增压风机22、空气过滤器23、温湿度控制器24和温湿度检测器25；进气输送管道21靠近管道增压风机22的一端与外界大气连通，进气输送管道21靠近温湿度检测器25的一端与吸附系统3连通；空气过滤器23和温湿度控制器24之间的进气输送管道21与DMMP蒸汽发生系统1连通。
为了进一步优化上述技术方案，吸附系统3包括进风扩散器31、出风扩散器32、法兰夹板33和可拆卸碳板34；进风扩散器31和出风扩散器32均为锥形筒，进风扩散器31和出风扩散器32的喇叭口对应布置，且通过法兰夹板33将可拆卸碳板34连接在其之间，可拆卸碳板34内用于放置待测样品；进风扩散器31的收紧口的延伸管路上依次安装进气控制阀35和第一气体流量计36后与进气输送管道21连通；出风扩散器32的收紧口的延伸管路上安装出气控制阀37后与尾气处理系统4和生物酶检测系统5连通。
为了进一步优化上述技术方案，出风扩散器32连接有压力测试计38。
为了进一步优化上述技术方案，可拆卸碳板34为100mm×100mm×200mm方形钢槽，钢槽与法兰夹板33的固定端为40-80目钢丝网面。
为了进一步优化上述技术方案，尾气处理系统4包括高浓度DMMP蒸汽输送管41、活性炭吸附箱42和尾气输送管道43；高浓度DMMP蒸汽输送管41一端与进气控制阀35和第一气体流量计36之间的管路连通，另一端与活性炭吸附箱42连通，且高浓度DMMP蒸汽输送管41依次安装有第二截止阀44和密闭管道增压机45；尾气输送管道43一端与活性炭吸附箱42连通，另一端与出风扩散器32收紧口的延伸管路末端连通。
为了进一步优化上述技术方案，生物酶检测系统5包括两个光谱吸收器51；进气控制阀35和第一气体流量计36之间的管路、以及出风扩散器32收紧口的延伸管路末端均通过安装有第二气体流量计52的管路与不同的光谱吸收器51连通；光谱吸收器51内装有显色溶液53；两个光谱吸收器51通过光电信号线54与计算机55电性连接。
为了进一步优化上述技术方案，光谱吸收器51为石英材质容器。
实施例2：
参见附图2，本实施例在实施例1的基础上公开了一种利用人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置的测试方法，具体包括以下步骤：
S1、将待测样品置于可拆卸碳板34中，通过法兰夹板33固定；
S2、关闭进气控制阀35和出气控制阀37，打开第一截止阀13和第二截止阀44；同时打开管道增压风机22，通过第一气体流量计36将进气输送管道21内的气体流量调节至Q1并记录；
S3、向DMMP蒸汽发生器11中注入DMMP溶液并加热，同时打开管道增压风机22，通过生物酶检测系统5检测检测管道中DMMP蒸汽的浓度，待浓度稳定后，记为C1；
S4、关闭第二截止阀44，打开进气控制阀35和出气控制阀37，调节第二气体流量计52，流量为Q1流量的10％，并开始计时；
S5、待生物酶检测系统5显示显色溶液53中的DMMP浓度C2超过0.0024mg/L，则判定可拆卸碳板34中的待测样品不能再吸收DMMP蒸汽，此时记录时间T；此时，该待测样品的检测结果为：该催化剂在浓度为C1的DMMP蒸汽浓度下的防护时间为T。
若要更换待测样品，则只需调节进气控制阀35、出气控制阀37及第一截止阀13和第二截止阀44的开关状态，即可在安全条件下更换待测样品。
第一气体流量计36的流量调节范围为0-250m3/h；第二气体流量计52流量的调节范围为0-25m3/h。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，包括：DMMP蒸汽发生系统(1)、气体控制传送系统(2)、吸附系统(3)、尾气处理系统(4)和生物酶检测系统(5)；
所述DMMP蒸汽发生系统(1)用于产生DMMP蒸汽；
所述气体控制传送系统(2)的输入端分别连通外界大气和所述DMMP蒸汽发生系统(1)，且用于将外界大气和DMMP蒸汽向输出端传送；
所述吸附系统(3)用于内置待测样品，且进口端与所述气体控制传送系统(2)的输出端连通；
所述尾气处理系统(4)分别与所述吸附系统(3)的进口端和出口端连通；
所述生物酶检测系统(5)分别与所述吸附系统(3)的进口端和出口端连通，且用于实时检测所述吸附系统(3)的进口端和出口端的DMMP蒸汽浓度。
2.根据权利要求1所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述DMMP蒸汽发生系统(1)包括DMMP蒸汽发生器(11)和称重组件(12)；所述DMMP蒸汽发生器(11)放置在所述称重组件(12)上，所述DMMP蒸汽发生器(11)产生的DMMP蒸汽通过带有第一截止阀(13)的管路与所述气体控制传送系统(2)的输入端连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述气体控制传送系统(2)包括依次安装在进气输送管道(21)上的管道增压风机(22)、空气过滤器(23)、温湿度控制器(24)和温湿度检测器(25)；所述进气输送管道(21)靠近所述管道增压风机(22)的一端与外界大气连通，所述进气输送管道(21)靠近所述温湿度检测器(25)的一端与所述吸附系统(3)连通；所述空气过滤器(23)和所述温湿度控制器(24)之间的所述进气输送管道(21)与所述DMMP蒸汽发生系统(1)连通。
4.根据权利要求3所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述吸附系统(3)包括进风扩散器(31)、出风扩散器(32)、法兰夹板(33)和可拆卸碳板(34)；所述进风扩散器(31)和所述出风扩散器(32)均为锥形筒，所述进风扩散器(31)和所述出风扩散器(32)的喇叭口对应布置，且通过所述法兰夹板(33)将所述可拆卸碳板(34)连接在其之间，所述可拆卸碳板(34)内用于放置待测样品；所述进风扩散器(31)的收紧口的延伸管路上依次安装进气控制阀(35)和第一气体流量计(36)后与所述进气输送管道(21)连通；所述出风扩散器(32)的收紧口的延伸管路上安装出气控制阀(37)后与所述尾气处理系统(4)和所述生物酶检测系统(5)连通。
5.根据权利要求4所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述出风扩散器(32)连接有压力测试计(38)。
6.根据权利要求4所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述可拆卸碳板(34)为100mm×100mm×200mm方形钢槽，钢槽与所述法兰夹板(33)的固定端为40-80目钢丝网面。
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述尾气处理系统(4)包括高浓度DMMP蒸汽输送管(41)、活性炭吸附箱(42)和尾气输送管道(43)；所述高浓度DMMP蒸汽输送管(41)一端与所述进气控制阀(35)和所述第一气体流量计(36)之间的管路连通，另一端与所述活性炭吸附箱(42)连通，且所述高浓度DMMP蒸汽输送管(41)依次安装有第二截止阀(44)和密闭管道增压机(45)；所述尾气输送管道(43)一端与所述活性炭吸附箱(42)连通，另一端与所述出风扩散器(32)收紧口的延伸管路末端连通。
8.根据权利要求7所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述生物酶检测系统(5)包括两个光谱吸收器(51)；所述进气控制阀(35)和所述第一气体流量计(36)之间的管路、以及所述出风扩散器(32)收紧口的延伸管路末端均通过安装有第二气体流量计(52)的管路与不同的所述光谱吸收器(51)连通；所述光谱吸收器(51)内装有显色溶液(53)；两个所述光谱吸收器(51)通过光电信号线(54)与计算机(55)电性连接。
9.根据权利要求6所述的一种人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置，其特征在于，所述光谱吸收器(51)为石英材质容器。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的人防专用催化剂DMMP防护时间测试装置的测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将待测样品置于可拆卸碳板(34)中，通过法兰夹板(33)固定；
S2、关闭进气控制阀(35)和出气控制阀(37)，打开第一截止阀(13)和第二截止阀(44)；同时打开管道增压风机(22)，通过第一气体流量计(36)将进气输送管道(21)内的气体流量调节至Q1并记录；
S3、向DMMP蒸汽发生器(11)中注入DMMP溶液并加热，同时打开管道增压风机(22)，通过生物酶检测系统(5)检测检测管道中DMMP蒸汽的浓度，待浓度稳定后，记为C1；
S4、关闭第二截止阀(44)，打开进气控制阀(35)和出气控制阀(37)，调节第二气体流量计(52)，流量为Q1流量的10％，并开始计时；
S5、待生物酶检测系统(5)显示显色溶液(53)中的DMMP浓度C2超过0.0024mg/L，则判定可拆卸碳板(34)中的待测样品不能再吸收DMMP蒸汽，此时记录时间T；此时，该待测样品的检测结果为：该催化剂在浓度为C1的DMMP蒸汽浓度下的防护时间为T。
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