CN217431407U - 电渗析膜堆电极检测装置及净水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电渗析膜堆电极检测装置及净水设备，其中，电渗析膜堆电极检测装置包括：电渗析膜堆，电渗析膜堆包括电极；电流检测组件，电流检测组件用以检测电渗析膜堆的电流；电渗析电源板，电渗析电源板分别与电极和电流检测组件连接，用以向电渗析膜堆施加预设电压，以进行净水处理，以及在向电渗析膜堆施加预设电压后，获取电渗析膜堆的电流，并根据电渗析膜堆的电流，判断电渗析膜堆的电极是否异常。该电渗析膜堆电极检测装置，可以实现根据电渗析膜堆的电流对电渗析膜堆的电极状态进行判断，从而使得电渗析膜堆可以为用户提供干净的水。

Description

电渗析膜堆电极检测装置及净水设备

技术领域

本实用新型涉及电渗析技术领域，尤其涉及一种电渗析膜堆电极检测装置及净水设备。

背景技术

电渗析法应用于净水时存在着淡水水质可调、回收率高、净水出水比例高的优势，利用电渗析法进行净水的电渗析膜堆在净水领域起到越来越重要的作用。然而，相关技术中的电渗析膜堆，其中的电极会随着长时间的使用而发生异常变化，从而使得电渗析膜堆的净水能力下降，无法为用户提供干净的水。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电渗析膜堆电极检测装置，以为用户提供干净的水。

本实用新型的第二个目的在于提出一种净水设备。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种电渗析膜堆电极检测装置，包括：电渗析膜堆，所述电渗析膜堆包括电极；电流检测组件，所述电流检测组件用以检测所述电渗析膜堆的电流；电渗析电源板，所述电渗析电源板分别与所述电极和所述电流检测组件连接，用以向电渗析膜堆施加预设电压，以进行净水处理，以及在向电渗析膜堆施加预设电压后，获取所述电渗析膜堆的电流，并根据所述电渗析膜堆的电流，判断所述电渗析膜堆的电极是否异常。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种净水设备，包括上述的电渗析膜堆电极检测装置。

根据本实用新型实施例的电渗析膜堆电极检测装置及净水设备，可以通过电渗析电源板向电渗析膜堆施加预设电压以进行净水处理，电流检测组件检测电渗析膜堆的电流，进而电渗析电源板获取电渗析膜堆的电流，并根据该电流判断电渗析膜堆的电极是否异常，从而实现对电渗析膜堆的电极状态进行判断，使得电渗析膜堆可以为用户提供干净的水。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电渗析膜堆电极检测装置的结构框图；

图2是本实用新型一个示例的电渗析膜堆电极检测装置的结构框图；

图3是本实用新型一个示例的电渗析膜堆的示意图；

图4是本实用新型另一个示例的电渗析膜堆的示意图；

图5是本实用新型又一个示例的电渗析膜堆电极检测装置的结构框图；

图6是本实用新型一个示例的电渗析膜堆电极检测装置的工作流程图；

图7是本实用新型又一个示例的电渗析膜堆电极检测装置的结构框图；

图8是本实用新型另一个示例的电渗析膜堆电极检测装置的工作流程图；

图9是本实用新型一个示例的电渗析膜堆的工作示意图；

图10是本实用新型实施例的净水设备的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的电渗析膜堆电极检测装置及净水设备。

图1是本实用新型实施例的电渗析膜堆电极检测装置的结构框图。

如图1所示，电渗析膜堆电极检测装置100包括：电渗析膜堆101、电流检测组件102、电渗析电源板103。

具体地，如图2所示，电渗析膜堆101包括电极104；电流检测组件102用以检测电渗析膜堆101的电流；电渗析电源板103分别与电流检测组件102和电极104连接，用以向电渗析膜堆101施加预设电压，以进行净水处理，以及在向电渗析膜堆101施加预设电压后，获取电渗析膜堆101的电流，并根据电渗析膜堆101的电流，判断电渗析膜堆101的电极104是否异常。

其中，上述电渗析膜堆101如图3所示，电极104的数量为两个，还包括设置在两个电极104之间，且间隔设置的阳离子交换膜和阴离子交换膜，上述阳离子交换膜与阴离子交换膜将电渗析膜堆101的水室分隔为多个小水室。上述阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜，通常是磺酸型的，带有固定基团和可解离的离子，如钠型磺酸型，固定基团是磺酸根，解离离子是钠离子。阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质，由于阳膜带负电荷，虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中，但在膜外通电通过电场作用，带有正电荷的阳离子就可以通过阳离子交换膜，而阴离子因为同性排斥而不能通过，所以具有选择透过性。上述阴离子交换膜可对阴离子有选择透过性作用，带有负电荷的阴离子可以通过阴离子交换膜，但阳离子因为同性排斥而不能通过。进而在为电极104通电之后，上述水室中的离子受到电场的影响而定向移动并受到离子交换膜的选择透过性影响从而产生浓淡水分离，使上述多个小水室变成标题排列的浓缩水室与净化水室，在浓缩水室内有着电渗析膜堆101产生的废水，在净化水室内有着纯净水，且可通过调节为电极104提供的电压改变在净化水室内的纯净水的水质。上述电极104如图4所示，包括活性炭涂层与集流体，集流体的表面涂有活性炭涂层。上述电渗析膜堆101中的电极104还与电渗析电源板103相连，用于通过电极104在电渗析膜堆101内部形成电场。上述阳离子交换膜、阴离子交换膜、活性炭涂层会对水中的杂质进行过滤，从而得到纯净水。

作为一个示例，上述电流检测组件102可以与上述电渗析膜堆101、电渗析电源板103同时相连，例如，上述电流检测组件102可以与上述电渗析膜堆101中的电极104、电渗析电源板103同时相连，从而在电渗析电源板103向电渗析膜堆101施加预设电压后，该电流检测组件102可以获取电渗析膜堆101的电流；电流检测组件102将该电流传输至电渗析电源板103。或者，上述电流检测组件102也可以直接安装在上述电渗析膜堆101上，并同时与电渗析电源板103连接；电流检测组件102将该电流传输至电渗析电源板103。

作为另一个示例，上述电流检测组件102可以与上述电渗析电源板103相连，从而在电渗析电源板103向电渗析膜堆101施加预设电压后，该电流检测组件102可以获取该电渗析电源板103的输出电流并将该电流作为电渗析膜堆101的电流；电流检测组件102将该电流传输至电渗析电源板103。或者，上述电流检测组件102也可以直接被集成在上述电渗析电源板103上；电渗析电源板103通过该电流检测组件102获取该电渗析电源板103的输出电流并将该电流作为电渗析膜堆101的电流。

进一步地，如图5所示，上述电渗析膜堆电极检测装置100还包括控制板105，控制板105与电渗析电源板103连接，并与云端通信连接；其中，电渗析电源板103还用以在判定电渗析膜堆101的电极104异常时，向控制板105发送异常信号，以使控制板105通过云端向用户终端推送提示信息。上述控制板105还设置有wifi通信模块，控制板105通过wifi通信模块与云端通信连接。

具体地，参见图6，用户可以在其的终端上安装与该电渗析膜堆101对应的用户APP。进而在电渗析电源板103确定电渗析膜堆101的电极104发生异常后，电渗析电源板103可以将该异常信息发送至控制板105，控制板105通过其上的Wifi将该异常信息通过云端发送至用户终端上的用户APP，从而用户可以获知该电渗析膜堆101发生异常。上述提示信息例如可以包括电极104发生的异常的种类。

进一步地，如图7所示，上述电渗析电源板103包括：供电单元201、接收单元202、处理单元203、发送单元204。

具体地，电极104与供电单元201连接，该供电单元201用以向电渗析膜堆101施加预设电压；电流检测组件102与接收单元202连接，该接收单元202用以接收电流检测组件102传输的电渗析膜堆101的电流；接收单元202与处理单元203连接，该处理单元203用以根据电渗析膜堆101的电流，判断电渗析膜堆101的电极104是否异常，并在电极104异常时，生成异常信号；处理单元203和控制板105均与发送单元204连接，该发送单元204用以向控制板105发送异常信号。

具体而言，参见图4，电渗析膜堆101中的电极104包括活性炭涂层与集流体，然而，上述活性炭涂层在长期的电流作用下会逐渐脱落，导致电渗析膜堆101对水的净化能力下降；同时，由于活性炭涂层脱落，会导致在向电渗析膜堆101施加的电压不变的前提下，电渗析膜堆101的电流增大。作为一个示例，如下表1所示，可见，有四个电渗析膜堆101，其中膜堆1出现活性炭涂层脱落的现象，而膜堆2、膜堆3、膜堆4均正常；在向电渗析膜堆101施加预设电压后，膜堆2的电极电流为127mA，膜堆3的电极电流为132mA，膜堆4的电极电流为135mA，均在130mA左右，然而，膜堆1的电极电流却达到了376mA，明显高于正常工作电流；而且，膜堆2、膜堆3、膜堆4的出水TDS(Total dissolved solids，总溶液固体)分别为21、27、32，然而膜堆1的出水TDS则高达150，即膜堆1的净水能力明显低于膜堆2、膜堆3、膜堆4。因而，在获取电渗析膜堆101的电流后，可以将该电流与预设电流阈值进行比对以判断电渗析膜堆101中的电流是否过大，若电流过大，则判定电极104上的活性炭涂层已经脱落，该电渗析膜堆101的净水能力无法达到要求。

	制水时间DAY	电极电流mA	出水流量mL/min	出水TDS
					膜堆1	异常	376	350	150
膜堆2	90	127	350	21
					膜堆3	180	132	350	27
膜堆4	360	135	350	32

表1

因而，可以预先设定一预设电流阈值，进而接收单元202在接收到电渗析膜堆101的电流后，将该电流发送至处理单元203，处理单元203判断该电流是否大于上述预设电流阈值，若该电流大于上述预设电流阈值，则处理单元203判定电极104出现活性炭涂层脱落的现象，并通过发送单元204将该信息发送至控制板105。

其中，上述预设电流阈值可以为一个预先设定的固定值。例如，可以预先设定一个固定的电流值，进而在检测得到的电流大于该固定的电流值时，即判断活性炭涂层已经脱落；或者，还可以预先设定一个固定数值，并预先获取该电渗析膜堆101正常工作时的电流平均值，从而在检测得到的电流与上述电流平均值之间的差值大于上述预设电流阈值时，判断活性炭涂层已经脱落。

可选地，还可预先设定第二电流阈值，并判断电渗析膜堆101的电流是否小于该第二电流阈值，如果电渗析膜堆101的电流小于该第二电流阈值，说明电渗析膜堆101的电流过小，则判断电极104上的集流体异常。其中，上述第二电流阈值可以为预先设定的一个固定的电流值，进而在检测得到的电流小于该固定的电流值时，即判断集流体异常；或者，还可以预先设定一个固定数值，并预先获取该电渗析膜堆101正常工作时的电流平均值，从而在上述电流平均值与检测得到的电流之间的差值大于上述第二电流阈值时，判断集流体异常。

作为一个示例，上述电渗析膜堆电极检测装置100还可包括TDS检测组件，用以获取经净化后的净化水的TDS值；该TDS检测组件还可与电渗析电源板103连接，用以根据电渗析膜堆101的电流和TDS值，判断电渗析膜堆101的电极104是否异常。具体而言，由于净化后水的TDS越大，则说明净化后水的水质越差；因而可以预先设定TDS阈值，进而在判定电渗析膜堆101的电流异常后，可以先进行少量制水并获取制得的净化后的水的TDS值后，可以将该TDS值与预先设定的TDS阈值进行比较，若该TDS值大于预先设定的TDS阈值，则确定电渗析膜堆101的电极104出现异常。

可选地，还可在上述电渗析电源板103上设置电压传感器，进而通过该电压传感器检测电渗析电源板103向电渗析膜堆101施加的电压，并预设电压阈值。由此，可以在检测到电渗析膜堆101的电流异常后，首先根据电压传感器的检测结果判断电渗析电源板103是否异常。若电渗析电源板103无异常，则判断电渗析膜堆101的电极104出现异常；若判断是电渗析电源板103发生异常，则直接控制电渗析电源板103断电以对电渗析膜堆101进行保护。

需要说明的是，上述电压传感器还可用于在电渗析膜堆101正常工作的过程中对电渗析电源板103的输出电压进行实时监测，若监测到电渗析电源板103的输出电压发生异常变化，则控制电渗析膜堆101关闭。

下面结合图8所示的具体示例对本实用新型实施例的电渗析膜堆电极检测装置100进行详细说明。

在该具体示例中，该电渗析膜堆电极检测装置100被用于家用净水机中的电渗析膜堆101。

具体地，用户首先取水并将水倒入家用净水机，进而启动家用净水机。该家用净水机被启动后，电渗析电源被打开，电渗析电源板103向电渗析膜堆101施加电压。在电渗析膜堆101开始进行净水之前，首先检测电渗析电极电流(即电渗析膜堆101的电流)并判断该电流是否异常。若电流正常，则正常进行制水。

若电流异常，则可首先根据电压传感器的检测结果判断是否为电渗析电源板发生异常。若电渗析电源板正常，则判断电极104异常并根据电流确定异常的种类，进而将异常信号发送至控制板105，或者，若电渗析电源板正常，则先进行少量制水并获取制得的水的TDS值，若该TDS值大于预设的TDS阈值，则确定电极104异常并根据电流确定异常的种类，进而将异常信号发送至控制板105；控制板105通过其上的Wifi将异常信号通过云端发送至用户的APP以通知用户。

进一步地，在净水机正常工作的过程中，电压传感器对电渗析电源板103的输出电压进行实时监测，若监测到电渗析电源板103的输出电压发生异常变化，则控制净水机停止工作。

下面结合图9所示的具体示例对本发明实施例的电渗析膜堆电极检测方法进行进一步地详细说明。需要说明的是，在图9中，1为水路系统、11为进水管、12为纯净水出水管、13为废水出水管、15为第一回水管、16为第二回水管、30为切换阀、43为第一控制阀、44为第二控制阀、45为第三控制阀、46为第四控制阀、51为原水箱、52为废水箱、53为前置滤芯、54为后置滤芯、55为水泵、56为第一检测装置、57为第二检测装置。图9中的电源即为上述的电渗析电源板103，图9中的第一检测装置可以检测出水口处的水的TDS值。

在该具体示例中，参见图9，水泵55通过水路11从原水箱51内泵水，泵出的水在经过第二检测装置57的TDS检测以及前置滤芯53的处理后进入电渗析膜堆101，电源向电渗析膜堆101施加预设电压以进行制水。在电源向电渗析膜堆101施加预设电压后，检测获取电渗析膜堆101的电流并根据该电流判断电渗析膜堆101的电极是否正常。

若电流正常，则正常进行制水，第一控制阀43、第三控制阀45开启，第二控制阀44、第四控制阀46关闭，使得纯净水出水管12、废水出水管13导通，第一回水管15、第二回水管16关断。净化水室内的纯净水从切换阀30的a端到达切换阀30的b端，进而通过纯净水出水管12到达后置滤芯54，在后置滤芯54对纯净水进行处理后，将纯净水提供给用户；浓缩水室内的废水通过切换阀30的d端到达切换阀30的c端，进行利用废水出水管13到达废水箱52。且在正常制水的过程中，电压传感器实时监测电源的输出电压。

若电流异常，则首先根据电压传感器的检测结果判断是否为电源发生异常。若电源正常，则判断电极异常并根据电流确定异常的种类，进而将异常信号发送至控制板，或者，若电源正常，则首先利用上述正常制水方法进行少量制水，第一检测装置56获取制得的水的TDS值，若该TDS值大于预设的TDS阈值，则确定电极异常并根据电流确定异常的种类，进而将异常信号发送至控制板；控制板通过其上的Wifi将异常信号通过云端发送至用户的APP以通知用户。

综上，本实用新型实施例的电渗析膜堆电极检测装置，可以通过在电渗析膜堆开始工作时检测电渗析膜堆的电流以对电渗析膜堆的电极状态进行判断，从而防止因电极异常导致电渗析膜堆的净水效果不达标，使得电渗析膜堆可以为用户提供干净的水。由此，可以提高用户的使用体验。

进一步地，本实用新型提出一种净水设备。

图10是本实用新型实施例的净水设备的结构框图。

如图10所示，该净水设备1000包括上述的电渗析膜堆电极检测装置100。

本实用新型实施例的净水设备，通过上述的电渗析膜堆电极检测装置，可以通过在电渗析膜堆开始工作时检测电渗析膜堆的电流以对电渗析膜堆的电极状态进行判断，从而防止因电极异常导致电渗析膜堆的净水效果不达标，使得电渗析膜堆可以为用户提供干净的水。由此，可以提高用户的使用体验。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，包括：

电渗析膜堆，所述电渗析膜堆包括电极；

电流检测组件，所述电流检测组件用以检测所述电渗析膜堆的电流；

电渗析电源板，所述电渗析电源板分别与所述电极和所述电流检测组件连接，用以向电渗析膜堆施加预设电压，以进行净水处理，以及在向电渗析膜堆施加预设电压后，获取所述电渗析膜堆的电流，并根据所述电渗析膜堆的电流，判断所述电渗析膜堆的电极是否异常。

2.如权利要求1所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述装置还包括控制板，所述控制板与所述电渗析电源板连接，并与云端通信连接；

其中，所述电渗析电源板还用以在判定所述电渗析膜堆的电极异常时，向所述控制板发送异常信号，以使所述控制板通过所述云端向用户终端推送提示信息。

3.根据权利要求2所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述电渗析电源板包括：

供电单元，所述供电单元与所述电极连接，用以向所述电渗析膜堆施加所述预设电压；

接收单元，所述接收单元与所述电流检测组件连接，用以接收所述电流检测组件传输的所述电渗析膜堆的电流；

处理单元，所述处理单元与所述接收单元连接，用以根据所述电渗析膜堆的电流，判断所述电渗析膜堆的电极是否异常，并在所述电极异常时，生成异常信号；

发送单元，所述发送单元分别与所述处理单元和所述控制板连接，用以向所述控制板发送所述异常信号。

4.根据权利要求1所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

TDS检测组件，所述TDS检测组件用以获取经净化后的净化水的TDS值；

所述电渗析电源板还与所述TDS检测组件连接，用以根据所述TDS值和所述电渗析膜堆的电流，判断所述电渗析膜堆的电极是否异常。

5.根据权利要求2所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述控制板设置有wifi通信模块，所述控制板通过所述wifi通信模块与所述云端通信连接。

6.如权利要求1所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述电流检测组件设置在所述电渗析电源板上。

7.根据权利要求1所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述电极的数量为两个。

8.根据权利要求6所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述电渗析膜堆还包括设置在两个所述电极之间，且间隔设置的阳离子交换膜和阴离子交换膜。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电渗析膜堆电极检测装置，其特征在于，所述电极包括集流体和活性炭涂层，所述活性炭涂层涂在所述集流体表面。

10.一种净水设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电渗析膜堆电极检测装置。

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