DE2115942A1 - Flussigkeitspegelabfall Alarmsystem - Google Patents

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PATENTANWALTS	2115942
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipi.-mg, H. Tiedtke Qipl.-Chem. G. BÜHÜng Dlpl.-Ing. R. ΚίΠΠΘ	MÜNCHEN 18 KAISER-LUDWia-PLATC · TEL. Nil /S30211 630212 CABLES: THOPATENf TELEX: FOLQT
Dipi.-mg. W. Weί η ka uff	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/51««

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8000 München 15 1. April 1971

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Flüssigkeitspegelabfall-Alarmsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitspegelabfall-Alarmsystem und insbesondere auf ein Flüssigkeitspegelabfall-Alarmsystem, das zuverlässig einen Flüssigkeitspegel in einem Reservoir ermittelt, selbst wenn sich die Flüssigkeit in einem lokalisierten Zustand befindet, wenn die Flüssigkeit Schwingungen, einer .Beschleunigung, einer Verzögerung und/oder einer Neigung des Reservoirs gegenüber der Horizontalen ausgesetzt ist.

Flüssigkeitspegelabfall-Alarmvorrichtungen werden verwendet, um einen Bediener von einem Abfall einer gespeicherten Flüssigkeit unter einen vorbestimmten erlaubten Pegel zu informieren. Wo derartige Alarmvorrichtungen Bewegungen, wie Schwingungen, einer Beschleunigung, einer Verzögerung und einer Neigung ausgesetzt sind, neigt die Flüssigkeit zu einer derartigen i?£*i®*ei ligen Lokalisierung oder Orts- oder Lageveränderung, daß die Alarmvorrichtungen ein falsches Alarmsignal

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erzeugen. Diese Tendenz tritt besonders hervor, wo Alarmvorrichtungen bei Kraftstoffbehältern von Motorfahrzeugen verwendet werden, bei denen externe Turbulenzen auf die Kraftstoffbehälter einwirken.

Durch die Erfindung wird ein Flüssigkeitspegelabfall-Aiarmsystem geschaffen, das eine Fühleinrichtung besitzt, die auf einen Pegel einer in einem Behälter enthaltene Flüssigkeit zur Erzeugung eines Signals anspricht, wenn der Pegel der Flüssigkeit unter eine erlaubte Grenze abfällt, eine Treibersignalgeneratoreinrichtung zur Erzeugung eines Treibersignals im Ansprechen auf das Signal von der Fühlereinrichtung, wobei die Generatoreinrichtung eine Abschalteinrichtung enthält, die die Generatoreinrichtung abschaltet, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter lokalisiert wird, und eine Älar-meinrichtung zur Erzeugung eines Alarmsignals in Abhängigkeit von dem Treibersignalv.

Allgemein besitzt das erfindungsgemäße System eine · Fühleinrichtung, die auf einen Pegel einer in einem Behälter enthaltenen Flüssigkeit zur Erzeugung eines Signals anspricht, wenn der Pegel der Flüssigkeit unter einen erlaubten Wert abfällt, eine Treibersignalgeneratoreinrichtung zur Erzeugung eines Treibersignals in Abhängigkeit von äem Signal von der-Fühleinrichtungs wobei die Gener-atoreinrichtisrag eine Abschält= einrichtung zum Abschalten der Generatoreirt^ieiitung _ü wenri di'i Flüssigkeit in dem Behält©p lokalisiejt whxi_g enthält_s unc. eine Alarmeinrichtung sup Er-asugu^g ciaes Alarmsignals in Abhängigkeit von dem Treibersignalo

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, das einen Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitspegelabfall-Alarmsystems veranschaulicht;

Fig."2 zeigt einen Schaltplan, der eine praktische Anordnung des in Fig. 1 gezeigten Systems demonstriert;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines mechanisch betätigten Schalters , der in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden kann;

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht nach Linie 4-H der Fig. 3;

Fig. 5 und 6 zeigen Schnittansichten von gegenüber den Schaltern nach Fig. 3 und H unterschiedlichen Schaltern; und

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm, das einen elektrisch betätigten Schalter veranschaulicht,'der anstelle der in den anderen Figuren gezeigten Schaltern verwendet werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt ein erfindungsgemäßes Alarmsystem eine Fühleinrichtung 10, die den Pegel einer Flüssigkeit, wie Öl oder Benzin, fühlen kann, die in einem Behälter oder Tank (nicht dargestellt) gespeichert ist. Die Fühleihrichtung erzeugt ein Signal, wenn der Pegel der Flüssigkeit

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unter eine erlaubte Grenze abfällt. Das Signal liegt über eine Leitung 12 an einer Treibersignalgeneratoreinrichtung 14 an·, die ein Treibersignal erzeugt, wenn sie das Signal von der Fülleinrichtung 10 empfängt. Das Treibersignal von der Signalgeneratoreinrichtung 14 liegt über eine Leitung 16 an einer Alarmeinrichtung 18 an, die dann ein Alarmsignal erzeugt, das die Information.abgibt, daß der Pegel der Flüssigkeit unter die erlaubte Grenze abgesenkt ist.

Die Treibersignalgeneratoreinrichtung 14 enthält eine Abschalteinrichtung, die einen lokalisierten Zustand der Flüssigkeit in dem Behälter ermittelt, der durch Schwingungen, Beschleunigung, Verzögerung und/oder Neigung des Behälters gegenüber der Horizontalen bedingt ist, und die die Signalgeneratoreinrichtung abschaltet, um zu verhindern, daß die Signalgeneratoreinrichtung das Alarmsignal erzeugt, selbst wenn das Signal von dem Fühler 10 vorliegt.

Da die Generatoreinrichtung 14 eine derartige (wie im vorhergehenden beschriebene) Abschalteinrichtung aufweist, wird die Generatoreinrichtung daran gehindert, das Treibersignal zu erzeugen, wenn die Flüssigkeit lokalisiert ist und die Fühlereinrichtüng fehlerhafterweise den Pegel der Flüssigkeit als unter die erlaubte Grenze abgesenkt ermitteln läßt.

Fig. 2 zeigt eine praktische Schaltungsanordnung des Systems nach Fig. 1, bei der der Fühler 10 einen gewöhnlichen Schwimmer 20 hat, der auf einer Flüssigkeit 22 schwimmt, die

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in einem Behälter 24, beispielsweise einem Kraftstofftank, einer ölwanne oder dergleichen, enthalten ist. Der Schwimmer 20 ist über ein Gestänge 2t» mit einem beweglichen Kontakt 28 verbunden, der stationäre Kontakte 30 und 32 miteinander verbinden ocer voneinander trennen kann. Der Kontakt 30 liegt über eine Leitung 34 an Masse, und der andere Kontakt 32 ist über, eine Leitung 36 mit einem Kontakt 38 eines Schalters 40 verbunden, üer einen Teil der Abschalteinricntung einer Treibersignalgeneratoreinrichtung 14 bildet. Der Schalter 40 ist auf einem gewöhnlichen Träger (nicht gezeigt) angeordnet, auf dem der Behälter 24 angeordnet ist. Der Schalter 40 ist normalerweise gescnlossen und ist dann geöffnet, wenn der Behälter 24 aus der Korizontalebene geneigt wird und/oder Beschleunigung, Verzögerung, Stößen, oder Schwingungen ausgesetzt ist, so aaß der Fühler 10 den Pegel der Flüssigkeit 22, die in dem Behälter 24 lokalisiert ist, fehlerhaft ermittelt. Der Schalter 40 besitzt einen anderen Kontakt 42, der mit einer Basis 44 eines Transistors 46 über eine Leitung 48 unc einen Widerstand 50 verbunden ist. Ein Emitter 52 des Transistors 46 ist über eine Leitung 54 mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 56 verbunden, deren negativer Pol über eine Leitung 58 an Masse liegt. Dabei ist der Transistor 46 als pnp-Transistor dargestellt, und daher wird der positive Spannungsanschlu£ aer Spannungsquelle 56 verwendet« Im Bedarfsfall kann ein negativer Gleichspannungsanschluß verwendet werden, wenn ein npn-Transistor verwendet wird. Lin Widerstand 60 ist mit der* liasis 44 und dem Emitter 52 des Transistors 46 verbuncen. Lin Kollektor 62 aes Transistors 46 ist über eine Leitung 64

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mit einem Anschluß einer Warnlampe 66 verbunden, zu der ein Widerstand 66 der Alarmeinrichtung 18 im Nebenschluß liegt. Der anaere Anschluß der Warnlampe '66 liegt an Masse. Der Widerstand 6b soll einen Stromkreis vom Kollektor 62 nach Masse für den Fall aufrecht erhalten, daß die Warnlampe 66 ausfällt. Der Kollektor 62 ist über eine Parallelschaltung 70 aus einem Widerstand 72 und einem Beschleunigungskondensator 74 und eine Leitung 76 ebenfalls mit einem Toranschluß 78 eines gesteuerten Siliziumgleichrichters 80 verbunden» Dieser "'Beschleunigungskondensator 74 dient dazu, das Ansteigen eines Signals, das durch die Parallelschaltung 70 läuft» zu beschleunigen. Eine Anode 62 des gesteuerten Sillziuiaglelcärxchters 80 ist über einen Summer 86, dem ein Kondensator 88 parallel liegt, mit einer positiven Spannungsquelle 8% verbunden. Eine Kathode des gesteuerten Siliziumgleichricfrters 60 liegt über einen Druckknopf 92 an Masse, der seines Stroiskreis geschlossen oder, wenn er einmal gedrückt wird, geöffnet: nält.

Solange-der Pegel der- Flüssigkeit 22 in dem Behälter höher als die erlaubte Greazs liegt_s sind beim Betrieb der BeF 20 unu demgemäß dss» fcesegllelie Kontakt 2 B in den

Ja die GH^elibrocheneii Esiaiea geseigiesi Stellungen gehalten so daß die Kontakte 30 und 32 v©süeiKSKder getrennt sinö* Fällt des? Pegel der Flüssigkeit f.l τζΜΐ&τ die erlaubte Gi'snss ab ητι·2 sinkt der SchwisameE¹ 20 ab₅ ^sz>b!£Kde"£ des" fes?#sgllshe Kcat:~:~'.vL 28 die Kontalcte 30 usid 32« tliz-a i« diisssic Stist;cLsd ύ&κ- u-c':.&2.*csv ^Q gesshl©sssa₉ liegt eile Easls ¹K csi? T^sFsia%ovs k% D.b»r den Widerstand SO sm Masse _c se ösß- e-Lz^ Sssis^tras von des

Emitter 52 zur Basis W fließt und den Transistor H6 leitend macht. Bei leitendem Transistor H6 fließt ein Kollektorstrom von dem Kollektor 62 zur Warnlampe 66 und den Widerstand 68 und bringt die Warnlampe 66 zum Glühen. Dabei steigt das Potential auf der Leitung 6U auf einen Wert, der gleich dem Produkt des Kollektorstroms und des Gesamtwiderstandes der Parallelschaltung der Warnlampe 66 mit dem Widerstand 68 ist. Dieses Ansteigen des Potentials auf der Leitung 6H wird als Treibersignal über die Leitung 76 zum Tor 78 des gesteuerten Siliziumgleichrichters 60 übertragen und triggert diesen. Es wird angenommen, daß der Druckknopf 92 (Druckschalter) in diesem Zustand geschlossen ist, so daß der gesteuerte Siliziumgleichrichter 80, der nun getriggert ist, leitend wird und ein Stromkreis von der Quelle 8t über den. Summer 86, den gesteuerten Siliziumgleichrichter 80 und den Druckknopf 92 nach Masse vollständig gemacht wird und der Summer 86 zur Alarmabgabe energiert wird. Der dem Summer 86 parallelgeschaltete Kondensator 88 hält den Leitzustand des gesteuerten Siliziumgleichrichters 80 aufrecht, obwohl der Summer 86 bei seinem Betrieb seinen eigenen inneren Stromkreis unterbricht.

Ls ist wichtig, daß, wenn der Behälter 2** geneigt und/oder Schwingungen, Beschleunigung oder Verzögerung durch irgendwelche Außenkräfte ausgesetzt ist und die Flüssigkeit in dem Behälter 2U zum Lokalisieren gebracht wird, der Schalter UO geöffnet ist und einen Stromkreis von der Basis t4 über den Widerstand 50 und die Kontakte 30 und 32 nach Masse unterbricht, selbst wenn die Kontakte 30 und 32 miteinander verbunden sind.

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Bei dieser Verbindung ist der Treibersignalgenerator I¹+ außer , betrieb oder abgeschaltet, selbst wenn sich der Fühler 10 in der Stellung zum Schließen, des Stromkreises zwischen den Leitungen 34 und 36 befindet.

Dabei ist zu bemerken, daß der Schalter 40 irgendwo in den Stromkreis des Treibersignalgenerators 14, beispielsweise in die Leitung 54, 64 oder 76, eingesetzt sein kann.

Die Alarmeinrichtung 18 ist selbsthaltend, da der gesteuerte Siliziumgleichrichter 80 seinen Leitzustand aufrechterhält, nachdem das Triggersignal an sein Tor angelegt wurde. Daher ist es-vorteilhaft, daß die Alarmeinrichtung 18 betätigt gehalten wird, bis der Bediener den Druckknopf zum öffnen des Stromkreises drückt₉ selbst wenn das Treibersignal verschwindet «na der Treibersignalgenerator 14 abgeschaltet wird.

Die Warnlampe 66 liefert eine Sichtanzeige der Kraft- \ " stoff2ufuSi3?erfordernis₉ bis der Behälter 24 wieder gefüllt ist.

lsi den Fig. 3 bis Ί sind nun einige praktische Beispiele ■■

aes Schalters 40 gezeigt.

Der in den Fig. 3 und % gezeigte Quecksilberschalter

besitzt vier im wesentlichen identische Gehäuse 102, 104, 106 und 1OS₁St üi® radial in gleichem Winkelabstand voneinander liegen und jeweils Tröpfchen HO₃ 112 ₉ ll*i und 116* aus Quecksilber' einschließen ο Jeäes Geliäuse ist abwärts nach innen geneigt und

bildet einen Winkel zur Horizontalebene, wie dies in Fig. 4. gezeigt ist, so daß sich die Tröpfchen 110, '112, im und 116 aus Quecksilber an den innersten Abschnitten der Gehäuse befinden, soweit der Quecksilberschalter 100 horizontal gehalten ist. Die Gehäuse besitzen Paare stationärer Kontakte 118, 120, 122 und 124, die an ihren innersten Abschnitten angeordnet sind und in die entsprechenden Quecksilbertröpfthen eingetaucht sind* Diese Kontakte sind mittels Leitern 126, 128 , 130, 132 und 134 miteinander in Serie geschaltet.

Weil der Quecksilberschalter 100 gewöhnlich horizontal gehalten wird, befinden sich die Quecksilbertröpfchen an den innersten Abschnitten der Gehäuse, so daß ein Stromkreis von dem Leiter 126 durch die vier Kontaktpaare 118 bis 124 zum Leiter 134 gewöhnlich gebildet ist. Wird der Quecksilberschalter 100 so geneigt, daß zumindest eines der QuecksilbertrÖpfcnen in Richtung des äußeren Abschnitts des Gehäuses bewegt wird, sind die Kontakte des betreffenden Gehäuses voneinander getrennt, wodurch der Stromkreis von dem Leiter 126 zu dem Leiter 134 geöffnet ist. Die Auswärtsbewegung des Quecksilbertröpfchens oder der Quecksilbertröpfchen tritt ersichtlich ebenfalls durch eine Trägheitskraft auf, die durch Beschleunigung, Ablenkung und/oder Schwingungen hervorgerufen wird, die den Schalter 100 treffen.

In Fig. 5 ist ein konischer Schalter l**0 gezeigt, d«r ein aus leitendem Material gebildetes konisches Organ 142 besitzt, an dessen unterem Ende ein Zsolierorgar* i*U· befestigt

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ist. Das Isoliermrgan 144 besitzt eine durch es hindu rchge führte Leiterstange 146, die'von dem konischen Organ 142 durch das Isolierorgan I¹Jf isoliert ist. Das Innenende der Leiterstange 146 ist durch eine leitende Kugel 148, die ein wesentliches Gewicht besitzt, mit dem konischen Organ 142 elektrisch verbunden. Die Kugel 148 sitzt durch ihr eigenes Gewicht auf dem oberen Ende der Leiterstange 146 und einer unteren Innenumfangswana des konischen Organs 142. Ist der konische Schalter 140 geneigt, oder Beschleunigung, Verzögerung oder Schwingungen ausgesetzt, wird die leitende.Kugel 148 dazu gebracht, von ihrer normalen untersten Stellung durch eine in ihr erzeugte Trägheitskraft abzuweichen _% so daß die elektrische Verbindung zwischen der Stange 14B und dem koniscfoen Organ 142 unterbrochen ist. Daher kann der koBiseiie Schalter» 140 als Treiberschalter 4ö verwendet werden, inde® Leitungen 150 und 152 an dem. konischen Organ 142 und den« An&®n®nd<B der Leltej?stange I⁸JS vorgesehen werden.

Ik Figo 6 Ist ein Pendelschalter 160 gezeigt, äev ein Sa&äuse ISS össitst- Ir dsir. ein Psudol IS^ angeordnet Ist, das e.r.s eis®!? Lsätsr-staage ISS₅ ©Is won einer¹ Gelenkverbindung i§8 VOL· eines⁵ ©feei?©s. lmn&m-:-5ZXQ; e-3S Sohäwssg 1S2 r.sr^abhSng'l: ₉ ηηύ clscfs XeSJtQiUa¹BSi SsiflsirC 1Ί& össtrslrS _a dss £E cinieren Ende dar¹ Staag© 1®Θ isefestlgt ist uehs allgeßslK sJLs C^eleek gefG^sit ίεΐ.

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Leitungen 176 und 178 verbunden. Ist der Pendelschalter 160 geneigt oder Beschleunigung, Verzögerung oder Schwingungen ausgesetzt, wird das Gewicht 170 dazu gebracht, durch eine in ihm erzeugte Trägheitskraft aus seiner normalen Stellung abzuweichen und von der Kugel 172 abzurücken, so daß ein Stromkreis von der Leitung 176 über das Pendel 164 und die Kugel 172 zur Leitung 178 geöffnet wird.

Während die in Fig. 3 bis 6 gezeigten Schalter derart aufgebaut sind, daß sie in mechanischer Weise betätigt werden, kann der Schalter 40 derart aufgebaut sein, daß er elektrisch arbeitet, ein Beispiel eines derartigen Aufbaus ist in Fig. 7 veranschaulicht«. Der darin gezeigte Schalter enthält einen Beschleunxgungsmesser 180 und einen Neigungsmesser 182, Der Beschleunxgungsmesser 180 erzeugt ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit einer an ihn angelegten Beschleunigung, während der Neigungsmesser 182 ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Schalter in seiner Ges'amtheit gegenüber der horizontalebene geneigt ist. Die Ausgangssignale vom Beschleunxgungsmesser 180 und dem Neigungsmesser 182 liegen über Leitungen 184 bzw. 186 an einer Steuerschaltung 188 an, die dann ein Treibersignal erzeugt, wenn eines der Ausgangssignale von dem Beschleunigungsmesser 180 und dem Neigungsmesser 182 einen vorbestimmten Pegel überschreitet. Diese Steuerschaltung kann durch eine Schmidt-Schaltung gebildet sein. Das Treibersignal liegt über eine Leitung 190 an einem Schaltelement 192 an, das ein Relais sein kann.

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Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß mit der Erfindung ein"verbessertes Flüssigkeitspegelalarmsystem geschaffen wurde. Dieses System wird nicht durch den örtlich bedingten Zustand der Flüssigkeit in dem Behälter beeinflußt und bringt so Zuverlässigkeit bei der Alarmierung eines Abfalls des Flüssigkeitspegels mit sich.

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Claims (6)

Patentansprüche ■■■■■ —"■ ' I nA^IIBaslHI ■ I ι Il „

1.) Flüssigkeitspegelabfall-Alarmsystem, gekennzeichnet .durch eine Fühlereinrichtung (10), die in Abhängigkeit von einem Pegel einer in einem Behälter (24) enthaltenen Flüssigkeit (22) ein Signal erzeugt, wenn der Pegel der Flüssigkeit (22) unter eine erlaubte Grenze abfällt, eine Treibersignalgeneratoreinrichtung (IH) zur Erzeugung eines Treibersignals in Abhängigkeit von dem Signal von der Fühlereinrichtung (10), wobei diese Generatoreinrichtung (14) eine Abschalteinrichtung aufweist, die die Generatorschaltung.(IU) abschalten kann, wenn die Flüssigkeit (22) in dem Behälter (24) lageverärdatist, und eine Alarmeinrichtung (18) zur Erzeugung eines Alarmsignals in Abhängigkeit von dem Treibersignal.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung einen mechanisch betätigten, normalerweise geschlossenen Schalter (40) aufweist, der auf Beschleunigung, Verzögerung und/oder Neigung des Behälters (24) gegenüber der Horizontalen anspricht und in Abhängigkeit davon öffnet.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung einen Beschleunigungsmesser (180) aufweist, einen Neigungsmesser (182), eine Steuerschaltung (188), an die der Beschleunigungsmesser (180) und der Neigungsmesser (182) parallel angeschaltet sind und die von diesen die Ausgangssignale empfängt und ein Treibersignal in Übereinstimmung

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mit diesen Ausgangssignalen erzeugt, und ein Schaltelement (192), das mit der Steuerschaltung (188) verbunden ist und das Treibersignal zum Abschalten der Generatoreinrichtung (14) empfängt.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung (18) selbsthaltend ist, wenn sie einmal von dem Treibersignal betätigt wird.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung (18) einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (80) aufweist, der in Serie mit einem Summer (86) liegt, dem ein Kondensator (88) parallelgeschaltet ist, wobei das Tor (78) des gesteuerten Siliziumgleichrichters (80) das Treibersignal von der Treibersignalgeneratoreinrichtung (14) empfangen kann.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung (18) eine Warnlampe (66) aufweist, die in Abhängigkeit von dem Treibersignal von der Generatoreinrichtung (14) glühen kann.

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