CN218728051U - 一种广口x射线探测器及临界电离辐射安全报警系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种广口X射线探测器及临界电离辐射安全报警系统，包括可收放的支撑架，所述支撑架上安装有用于探测X射线的探测器，所述探测器上安装有用于收集X射线的广口罩，所述广口罩呈喇叭状，较小一端作为底部与所述探测器连接，所述探测器具有多个用于接收X射线的探头，任一探头均安装在探测器上并位于所述广口罩内底部。本实用新型通过广口罩增加探测器实际接收的X射线辐射剂量，能够检测到强度较弱的X射线，同时能够等效提高探测器的报警灵敏度，使得根据实际检测的辐射强度布局警戒线能够扩大安全范围内，避免警戒线外部无关人员受到X射线辐射伤害。

Description

一种广口X射线探测器及临界电离辐射安全报警系统

技术领域

本实用新型涉及射线检测技术领域，尤其涉及试验场中散射在试验区域的X射线检测的装置及系统领域，具体涉及一种广口X射线探测器及临界电离辐射安全报警系统。

背景技术

电力设备内部存在缺陷和故障会影响设备整体的性能，由于一些电力设备结构和运行环境较为复杂，进行停电检修时需要投入大量的人力、物力和财力，会造成较大的损失。X射线数字成像检测技术作为无损检测领域中的一种重要检测技术手段，能够对电力设备内部装配缺陷、异物缺陷、机械性缺陷及材质缺陷等缺陷类型具备较高检测灵敏度，能够及时有效的排除电力设备内部隐患，已经作为一种常规手段应用在变电站等场景各类设备的无损检测中。

通常在利用便携式的X射线检测设备对电力设备进行透照时会按照相关标准摆设警戒线或者警示牌，以提示无关人员不要误入检测场地区域，以避免受到辐射伤害，但是当前情况是根据实际检测场地实际认为设定警戒线或者警示牌，这种方式只能减轻不必要的辐射伤害，但是并不能确保警戒线外没有辐射伤害，因此，依赖于认为设定区域存在主观性，不够准确。加之，不同的X射线设备的功率不同，X射线的强度不同，辐射范围亦不同，故而急需一种能够对X射线进行现场检测的装置，用于实时监测X射线检测现场的辐射强度，从而确定不同X射线装置的安全警戒范围。

实用新型内容

为了解决现有技术中，针对现场X射线检测无法实时监测实验检测区域的X射线强度导致设定的警戒范围外同样可能存在辐射伤害的问题，本申请提供一种广口X射线探测器及临界电离辐射安全报警系统，能够实时的监测所在区域的X射线强度，从而合理的布置警戒区域，避免位于检测现场周边的无关人员受到不必要的辐射伤害。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

首先，本申请提供一种广口X射线探测器，包括可收放的支撑架，所述支撑架上安装有用于探测X射线的探测器，所述探测器上安装有用于收集X射线的广口罩，所述广口罩呈喇叭状，较小一端作为底部与所述探测器连接，所述探测器具有多个用于接收X射线的探头，任一探头均安装在探测器上并位于所述广口罩内底部。工作原理：本申请提供的探测器的原理是通过探测器接收X射线，并将接收到的X射线根据强度不同而转换成对应的电信号，再将该反应X射线强弱的电信号进行包括显示、对比、发送等处理，从而通过包括与探测器通信连接的其他外围设备进行报警，以实时提示在场人员当前区域是否存在辐射伤害。

在使用本申请进行特定区域X射线检测时的操作如下：

将本申请所述探测器放置于用于检测的区域四周且保证广口罩对准用于进行X检测的便携式X射线检测设备，作为较佳布局配置方案，基于 X射线为直线传播的原理，可在X射线发射方向的相对面设置密度较大的探测器，在两侧和X射线发射反方向设置密度较小的探测器，用于检测X射线在发射过程中由于受到障碍物等遮挡导致散射、折射或者反射等导致周边区域出现X射线辐射。当探头接收到X射线后将通过探测器转换为电信号用于后续显示、通信、报警灯，从而达到提示在场工作人员哪个方位存在辐射，辐射强度大小等；使得工作人员能够对现场进行合理的管理和掌控，避免警戒线限制区域设置不合理等问题。作为本申请的亮点设置，所述广口罩能够将更大范围内的X射线反射到位于广口罩底部的探头中，从而使得探头实际接收到的X射线辐射强度将大于实际位于该位置的辐射强度，这使得实际设置合理的警戒线范围将大于实际安全范围，避免在警戒线范围外同样存在辐射风险的问题。值得说明的是，针对探测器本身采用现有技术，譬如以配套Nal闪烁体探头的RAM-I型探测器即可。

为了提高X射线的反射效率，优选地，所述广口罩采用金属才做作为基层，基层外层粘接有铅皮层，基层内层粘接有表面光滑的硅片。

为了进一步优化广口罩的结构设计，尽可能的增大探头的有效接收率，同时兼顾设备体积的紧凑型，优选地，所述广口罩底部收敛端的横截面积S1小于顶部扩张端的横截面积S2的25%且广口罩的侧壁截面与轴线之间的锐角夹角不小于35°。

为了提高本申请在不同场地放置能够进行多样化调节，优选地，所述支撑架包括用于安装所述探测器的安装座，所述安装座位于底部靠近侧壁边缘均匀分布有至少三个用于支撑所述安装座的支脚，任一支脚上端头均铰接有连接板，所述连接板另一端与所述安装座铰接，所述连接板的两端与支脚和安装座之间均设置有增加摩擦阻力的橡胶套。

为了提升支撑架的稳定性，优选地，所述安装座底部还连接有可伸缩的竖拉杆，所述竖拉杆的下端头安装有连接头，所述连接头与任一根所述支脚之间还铰接连接有横拉杆，任一支脚下端头还铰接连接有地垫块，所述地垫块整体呈拱起的片状结构且边缘具有锯齿状结构。

为了兼顾不同型号，不同大小的X射线检测设备，优选地，所述安装座上还安装有升降柱，所述升降柱的顶端固定连接有第一U型支架，所述第一U型支架内铰接有第二U型支架，所述第二U型支架内固定安装有所述探测器。

为了达到支脚能够根据实际放置场地进行不同角度的自适应调节，使得支脚与安装座之间能够在可调节范围内的任一角度保持稳定性，优选地，所述连接板采用双层结构设置，包括对称安装的上压板和下压板，所述上压板和下压板两端均设置有半圆弧形槽，上压板和下压板上沿所述半圆弧形槽长度方向均设置有用于容纳松紧调节螺栓的通孔。

其次，本申请还提供一种临界电离辐射安全报警系统，根据实时采集检测场地区域边界的电离辐射强度发出报警提示，包括用于接收辐射监测数据和视频监控数据的监控平台，所述监控平台通过包括有线和/或无线网络组成的通信网络单元分别与多媒体接入单元、转换器、声光报警仪和X射线检测装置通信连接，所述多媒体接入单元连接有多个用于采集检测场地区域音频和视频信息的摄像单元，任一摄像单元均包括至少一个摄像头，所述转换器通信连接有多个用于采集检测场地区域边界位置辐射强度的X射线探测器，所述X射线探测器采用上述的广口X射线探测器。

为了提升野外检测的实用性，方便现场系统搭建，优选地，所述通信网络单元包括RS485总线通信装置、蓝牙通信装置、wifi通信装置和有线Intranet通信装置中的一种或者多种组合。

为了达到通信可靠性和系统搭建的便捷性的兼顾效果，优选地，所述X射线探测器采用RS485总线与所述转换器连接，所述转换器通过DTU模块与所述通信网络单元建立无线通信连接并将数据发送至所述监控平台。

有益效果：

本实用新型通过广口罩增加探测器实际接收的X射线辐射剂量，能够检测到强度较弱的X射线，同时能够等效提高探测器的报警灵敏度，使得根据实际检测的辐射强度布局警戒线能够扩大安全范围内，避免警戒线外部无关人员受到X射线辐射伤害。

本实用新型提供的支撑架能够在不平整的地面保持多个支脚以不同角度进行支撑，提高了探测器野外作业的实用性，同时，通过调节橡胶套的预紧力可实现支脚角度的任一调节和固定，在野外安装和实用便捷度高。

本实用新型能够实时对检测现场进行监控，同时掌握现场的辐射情况和人员闯入情况，将存在辐射伤害可能的区域与安全区域通过系统精准的进行判别并通过实体警戒线进行分割，从视觉上和技术上杜绝无关人员误闯误入导致辐射伤害的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型结构轴测图。

图2是图1另一视觉结构轴测图。

图3是广口罩的主视图。

图4是连接板的截面图。

图5是广口罩中X射线反射/漫反射示意图。

图6是本实用新型使用状态时的布局位置示意图。

图7是安全报警系统的结构示意图。

图中：1-地垫块；2-横拉杆；3-竖拉杆；31-连接头；4-支脚；5-连接板；51-橡胶套；6-安装座；7-升降柱；8-第一U型支架；9-第二U型支架；10-探测器；11-广口罩；12-探头；100-监控平台；200-通信网络单元；300-多媒体接入单元；400-转换器；500-X射线检测装置；600-声光报警仪；700-摄像单元；800-X射线探测器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1-图2所示一种广口X射线探测器，包括可收放的支撑架，所述支撑架上安装有用于探测X射线的探测器10，所述探测器10上安装有用于收集X射线的广口罩11，所述广口罩11呈喇叭状，较小一端作为底部与所述探测器10连接，所述探测器10具有多个用于接收X射线的探头12，任一探头12均安装在探测器10上并位于所述广口罩11内底部。工作原理：本申请提供的探测器的原理是通过探测器接收X射线，并将接收到的X射线根据强度不同而转换成对应的电信号，再将该反应X射线强弱的电信号进行包括显示、对比、发送等处理，从而通过包括与探测器通信连接的其他外围设备进行报警，以实时提示在场人员当前区域是否存在辐射伤害。

在使用本申请进行特定区域X射线检测时的操作如下：

将本申请所述探测器放置于用于检测的区域四周且保证广口罩11对准用于进行X检测的便携式X射线检测设备，作为较佳布局配置方案，基于 X射线为直线传播的原理，可在X射线发射方向的相对面设置密度较大的探测器，在两侧和X射线发射反方向设置密度较小的探测器，用于检测X射线在发射过程中由于受到障碍物等遮挡导致散射、折射或者反射等导致周边区域出现X射线辐射。当然，从实际监测效果出发，可以采用均匀分布的方式，因为在实际电力设备检测过程中，并不是始终在一个方向进行检测，故而采用均匀分布探测器的方式能够实现整个电力设备检测的辐射检测，详情如图6所示布局方式。当探头12接收到X射线后将通过探测器转换为电信号用于后续显示、通信、报警灯，从而达到提示在场工作人员哪个方位存在辐射，辐射强度大小等；使得工作人员能够对现场进行合理的管理和掌控，避免警戒线限制区域设置不合理等问题。作为本申请的亮点设置，所述广口罩11能够将更大范围内的X射线反射到位于广口罩11底部的探头12中，从而使得探头12实际接收到的X射线辐射强度将大于实际位于该位置的辐射强度，这使得实际设置合理的警戒线范围将大于实际安全范围，避免在警戒线范围外同样存在辐射风险的问题。值得说明的是，针对探测器10本身采用现有技术，譬如以配套北京金洋万达科技有限公司生产的Nal闪烁体探头的RAM-I型探测器即可。当然，根据现场环境，在变电站的设备周边部署辐射探测器的具体型号可以根据实际监测方式进行另做他选，譬如探测器通信方式可以通过RS485总线、蓝牙、WIFI、有线Intranet或其他无线通信网络将探测到的辐射数据上报到本地工作站或云端应用。针对RS485等总线技术，可通过DTU模块转换到通过无线通信环境进行数据上报，降低现场布线的复杂程度。由于现有的X射线辐射探测器的功能多种多样，在实际选择时，本领域技术人员可以根据实际应用场景选择。

实施例2：

在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图1-图6所示，为了提高X射线的反射效率，所述广口罩11采用金属才做作为基层，基层外层粘接有铅皮层，基层内层粘接有表面光滑的硅片。所述硅片可采用上海光机研究所制造的软X射线反射镜，该反射镜厚度小，反射率高，这使得配合广口罩11的结构能够将更多的X射线反射到探头12上，从而提高实际X射线接收量而提高安全性。此处提及的安全性是指，以相同的X射线检测设备和警戒线位置形成的辐射区警戒区域，在警戒区域外的区域为安全区域，那么无关人员在未跨过警戒区时均处于安全状态。由于本实施例采用广口罩11能够提高探头12接收到的X射线辐射剂量，那么实际接收的辐射剂量明显高于区域实际分布辐射剂量，按照探头12实际接收的经过放大的剂量布局警戒线位置，使得该位置实际的X射线辐射明显低于预设的安全值，从而提升安全性。

为了进一步优化广口罩11的结构设计，尽可能的增大探头12的有效接收率，同时兼顾设备体积的紧凑型，优选地，所述广口罩11底部收敛端的横截面积S1小于顶部扩张端的横截面积S2的25%且广口罩11的侧壁截面与轴线之间的锐角夹角不小于35°。广口罩11的开口角度越大，广口罩11的长度越长，能够反射的X射线越多，使得实际警戒区域外的安全性越高；但是广口罩11的长度越长尺寸就会越大，不利于野外装置的运输，故而需要针对实际探头12的数量多少，分布情况确定广口罩11底部的横截面积S1的大小，从而确定合理的顶部扩张端的横截面积S2的大小，最终达到限制广口罩11的长度的目的。

为了提高本申请在不同场地放置能够进行多样化调节，本实施例中，所述支撑架包括用于安装所述探测器10的安装座6，所述安装座6位于底部靠近侧壁边缘均匀分布有至少三个用于支撑所述安装座6的支脚4，任一支脚4上端头均铰接有连接板5，所述连接板5另一端与所述安装座6铰接，所述连接板5的两端与支脚4和安装座6之间均设置有增加摩擦阻力的橡胶套51，如图4所示。为了达到支脚4能够根据实际放置场地进行不同角度的自适应调节，使得支脚4与安装座6之间能够在可调节范围内的任一角度保持稳定性，所述连接板5采用双层结构设置，包括对称安装的上压板和下压板，所述上压板和下压板两端均设置有半圆弧形槽，上压板和下压板上沿所述半圆弧形槽长度方向均设置有用于容纳松紧调节螺栓的通孔。通过调节螺栓对连接板5的预紧力实现橡胶套51的挤压程度，从而增大支脚4、连接板5和安装座6之间的摩擦力，使得能够任一的调节支脚4、连接板5和安装座6之间的角度状态，以适应不同的安装环境。

为了提升支撑架的稳定性，本实施例中，所述安装座6底部还连接有可伸缩的竖拉杆3，所述竖拉杆3的下端头安装有连接头31，所述连接头31与任一根所述支脚4之间还铰接连接有横拉杆2，任一支脚4下端头还铰接连接有地垫块1，所述地垫块1整体呈拱起的片状结构且边缘具有锯齿状结构。

为了兼顾不同型号，不同大小的X射线检测设备，优选地，所述安装座6上还安装有升降柱7，所述升降柱7的顶端固定连接有第一U型支架8，所述第一U型支架8内铰接有第二U型支架9，所述第二U型支架9内固定安装有所述探测器10。第二U型支架9与第一U型支架8之间铰接能够调节探测器10的俯仰角度，第一U型支架8通过升降柱7与安装座6转动连接能够在支撑架不动的前提下实现探测器10的360°偏转和升降调节，从而提升本实用新型在信号接收方面的广泛性和无死角性。

实施例3：

本实施例在上述任一实施例的基础上，结合说明书附图7所示，本实施例还提供一种临界电离辐射安全报警系统，根据实时采集检测场地区域边界的电离辐射强度发出报警提示，包括用于接收辐射监测数据和视频监控数据的监控平台100，所述监控平台100通过包括有线和/或无线网络组成的通信网络单元200分别与多媒体接入单元300、转换器400、声光报警仪600和X射线检测装置500通信连接，所述多媒体接入单元300连接有多个用于采集检测场地区域音频和视频信息的摄像单元700，任一摄像单元700均包括至少一个摄像头，所述转换器400通信连接有多个用于采集检测场地区域边界位置辐射强度的X射线探测器800。本实施例中，所述X射线探测器800采用实施例2所述的广口X射线探测器。

为了提升野外检测的实用性，方便现场系统搭建，优选地，所述通信网络单元200包括RS485总线通信装置、蓝牙通信装置、wifi通信装置和有线Intranet通信装置中的一种或者多种组合。

为了达到通信可靠性和系统搭建的便捷性的兼顾效果，优选地，所述X射线探测器800采用RS485总线与所述转换器400连接，所述转换器400通过DTU模块与所述通信网络单元200建立无线通信连接并将数据发送至所述监控平台100。

工作原理及安装步骤：

本实施例所述安全报警系统在工作时首先将X射线探测器800放置在X射线检测装置500周围，位置布局的方式以X射线检测装置500为中心，以射线发出方向为重点区域布局X射线探测器800，通过监控平台100查看是否能够正常接收来自摄像单元700传送的视频信息，音频信息，将X射线检测装置500开机以正常检测强度对准任一X射线探测器800进行透照，检查监控平台100是否能够接收到电力辐射信息并触发系统预设的报警阈值后，通过监控平台100向声光报警仪600发送报警信息触发声光报警仪600报警。

由于不同的检测场地实际的环境不同，因此安装X射线探测器800的位置应由近及远的布局放置，直到X射线探测器800能够接收到辐射信号但是声光报警仪600不发出报警为宜，此时X射线探测器800放置的位置则为检测场地的临界电离辐射安全区域边界，工作人员应当以此时X射线探测器800和X射线检测装置500之间的直线距离作为半径设置警戒线。

所述摄像单元700采用的高清摄像头优选采用带人像识别和动态识别的摄像头，以实时监测检测区域是否存在无关人员闯入避免遭受辐射伤害的情况发生。为了安装和布线更加便捷，优选采用支持4G/5G上传数据的摄像头装置。

值得说明的是，本系统为系统集成，其通信采用的设备采用现有技术，市面上支持无线上传数据的摄像头、通信装置等型号繁多，且为本领域技术人员惯常采用，同时，装置型号亦非本申请改进之重点，在此不做详述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种广口X射线探测器，包括可收放的支撑架，其特征在于：所述支撑架上安装有用于探测X射线的探测器（10），所述探测器（10）上安装有用于收集X射线的广口罩（11），所述广口罩（11）呈喇叭状，较小一端作为底部与所述探测器（10）连接，所述探测器（10）具有多个用于接收X射线的探头（12），任一探头（12）均安装在探测器（10）上并位于所述广口罩（11）内底部。

2.根据权利要求1所述的一种广口X射线探测器，其特征在于：所述广口罩（11）采用金属才做作为基层，基层外层粘接有铅皮层，基层内层粘接有表面光滑的硅片。

3.根据权利要求2所述的一种广口X射线探测器，其特征在于：所述广口罩（11）底部收敛端的横截面积S1小于顶部扩张端的横截面积S2的25%且广口罩（11）的侧壁截面与轴线之间的锐角夹角不小于35°。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种广口X射线探测器，其特征在于：所述支撑架包括用于安装所述探测器（10）的安装座（6），所述安装座（6）位于底部靠近侧壁边缘均匀分布有至少三个用于支撑所述安装座（6）的支脚（4），任一支脚（4）上端头均铰接有连接板（5），所述连接板（5）另一端与所述安装座（6）铰接，所述连接板（5）的两端与支脚（4）和安装座（6）之间均设置有增加摩擦阻力的橡胶套（51）。

5.根据权利要求4所述的一种广口X射线探测器，其特征在于：所述安装座（6）底部还连接有可伸缩的竖拉杆（3），所述竖拉杆（3）的下端头安装有连接头（31），所述连接头（31）与任一根所述支脚（4）之间还铰接连接有横拉杆（2），任一支脚（4）下端头还铰接连接有地垫块（1），所述地垫块（1）整体呈拱起的片状结构且边缘具有锯齿状结构。

6.根据权利要求5所述的一种广口X射线探测器，其特征在于：所述安装座（6）上还安装有升降柱（7），所述升降柱（7）的顶端固定连接有第一U型支架（8），所述第一U型支架（8）内铰接有第二U型支架（9），所述第二U型支架（9）内固定安装有所述探测器（10）。

7.根据权利要求4所述的一种广口X射线探测器，其特征在于：所述连接板（5）采用双层结构设置，包括对称安装的上压板和下压板，所述上压板和下压板两端均设置有半圆弧形槽，上压板和下压板上沿所述半圆弧形槽长度方向均设置有用于容纳松紧调节螺栓的通孔。

8.一种临界电离辐射安全报警系统，根据实时采集检测场地区域边界的电离辐射强度发出报警提示，其特征在于：包括用于接收辐射监测数据和视频监控数据的监控平台（100），所述监控平台（100）通过包括有线和/或无线网络组成的通信网络单元（200）分别与多媒体接入单元（300）、转换器（400）、声光报警仪（600）和X射线检测装置（500）通信连接，所述多媒体接入单元（300）连接有多个用于采集检测场地区域音频和视频信息的摄像单元（700），任一摄像单元（700）均包括至少一个摄像头，所述转换器（400）通信连接有多个用于采集检测场地区域边界位置辐射强度的X射线探测器（800），所述X射线探测器（800）采用权利要求1-7任一项所述的广口X射线探测器。

9.根据权利要求8所述的一种临界电离辐射安全报警系统，其特征在于：所述通信网络单元（200）包括RS485总线通信装置、蓝牙通信装置、wifi通信装置和有线Intranet通信装置中的一种或者多种组合。

10.根据权利要求9所述的一种临界电离辐射安全报警系统，其特征在于：所述X射线探测器（800）采用RS485总线与所述转换器（400）连接，所述转换器（400）通过DTU模块与所述通信网络单元（200）建立无线通信连接并将数据发送至所述监控平台（100）。

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