JP6366842B2 - Electronic energy meter - Google Patents
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Description
この発明は、電気料金の取引に使用する電子式電力量計に関するものであり、特に、電子式電力量計を設置および配線完了後に不正操作を防止するためにカバーの装着状態を監視する仕組みを有する電子式電力量計に関するものである。 The present invention relates to an electronic watt-hour meter used for trading electric charges, and in particular, a mechanism for monitoring the mounting state of a cover to prevent unauthorized operation after installation and wiring of the electronic watt-hour meter are completed. The present invention relates to an electronic watt-hour meter.
電子式電力量計は、設置後の不正な配線操作による盗電等を監視するために、カバーの装着状態を検知する仕組みを有している。例えば、電力量計本体にスイッチを配設し、カバーに突起部を配設してスイッチの状態変化を検知し、カバーの装着状態を判別するものがある。電力量計本体にカバーを装着した状態では、カバーの突起部と電力量計本体のスイッチは接しておりスイッチは押下状態となり、カバーが取り外された状態では、カバーの突起部と電力量計本体のスイッチが離れスイッチは押下状態とならない。
また、カバーの装着検知方法として、センサーを用いて封印ネジの位置を検知するものもある。The electronic watt-hour meter has a mechanism for detecting a cover attachment state in order to monitor a power theft caused by an unauthorized wiring operation after installation. For example, there is a type in which a switch is provided in the watt-hour meter body and a protrusion is provided in the cover to detect a change in the state of the switch and determine the mounting state of the cover. When the cover is attached to the watt-hour meter body, the projection on the cover and the switch on the watt-hour meter body are in contact with each other, and the switch is pressed down. The switch is released and the switch is not pressed.
In addition, there is a method for detecting the position of the sealing screw using a sensor as a method for detecting the attachment of the cover.
しかしながら、従来の電子式電力量計は、スイッチによりカバーの装着状態検知を行うため、検知用のスイッチを専用部品として設置する必要がある。また、スイッチによるカバーの装着状態検知は、機械的な状態検知のためスイッチの信頼性に問題がある。
また、特許文献1においては、赤外線通信素子を用いて装着状態を検知するため機械的な状態検知ではないが、カバーを装着した状態で赤外線通信ができない。また、カバーの装着状態検知を行うために、専用の赤外線反射部材などの別部材を用意する必要がある。However, since the conventional electronic watt-hour meter detects the mounting state of the cover with a switch, it is necessary to install a detection switch as a dedicated component. Also, the detection of the cover mounting state by the switch has a problem in the reliability of the switch because of the mechanical state detection.
Moreover, in patent document 1, since an attachment state is detected using an infrared communication element, it is not a mechanical state detection, but infrared communication cannot be performed with the cover attached. Moreover, in order to detect the mounting state of the cover, it is necessary to prepare another member such as a dedicated infrared reflecting member.
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、カバーの内部の通信機器を用いて、カバーの状態検知の信頼性を向上した電子式電力量計を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. It is an object of the present invention to obtain an electronic watt-hour meter with improved cover state detection reliability using a communication device inside the cover. It is aimed.
この発明に係わる電子式電力量計は、計量対象の電路の電力を計量する計量部と、前記計量部を内蔵する電力量計本体部とを備えた電子式電力量計において、それぞれ離間して前記電力量計本体部に配設された送信素子および受信素子と、前記送信素子および前記受信素子を覆うように前記電力量計本体部の上面に設けられ、透明部材からなるフロントカバーと、前記フロントカバーの前記送信素子および前記受信素子と対向する面に突出して形成されると共に、前記フロントカバーと一体に形成された前記透明部材からなり、前記フロントカバーの装着時に、前記送信素子から前記受信素子への光を遮光させる機能を有するよう配置された遮光部と、を備えたものである。
An electronic watt-hour meter according to the present invention is an electronic watt-hour meter provided with a metering unit for metering the power of an electric circuit to be metered, and a watt-hour meter main unit incorporating the metering unit. A transmission element and a reception element disposed in the watt-hour meter main body, a front cover made of a transparent member provided on the upper surface of the watt-hour meter main body so as to cover the transmission element and the reception element; The front cover is formed to protrude from a surface facing the transmission element and the reception element, and is formed of the transparent member formed integrally with the front cover. When the front cover is attached, the reception from the transmission element A light-shielding portion arranged to have a function of shielding light to the element.
この発明の電子式電力量計によれば、フロントカバーの装着時に、送信素子から受信素子への光を遮光させる機能を有するよう配置された遮光部を設けたので、機械的なスイッチが不要となり、フロントカバーを閉じた状態で外部と送信素子との通信ができ、状態検知の信頼性を向上させることができる。 According to the electronic watt-hour meter of the present invention, when the front cover is attached, the light shielding portion arranged to shield the light from the transmitting element to the receiving element is provided, so that no mechanical switch is required. The communication between the outside and the transmitting element can be performed with the front cover closed, and the reliability of the state detection can be improved.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態1について説明する。
なお、各図面中において、同一符号は同一あるいは相当のものであることを示す。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計の外観斜視図であり、図2は、図1に示すA部の透視拡大図である。また、図3は、図1のX−X線における断面図であり、図1の矢印方向から見た側断面図である。図4は、図3に示すB部の拡大図である。さらにまた、図5は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計のフロントカバーの表面および裏面の斜視図であり、図6は、図5の5Bに示すC部の拡大図である。
また、図7は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計のフロントカバーおよび端子カバーを取り外した状態の外観斜視図である。また、図8は、図7のY―Y線における断面図であり、図7の矢印方向から見た側断面図である。
さらにまた、図9は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計の内部構成を示すブロック図であり、図10は図1から図7へ状態が変化するときの赤外線信号の送受信状態を説明する説明図である。なお、図7はフロントカバーおよび端子カバーを取り外した状態の電子式電力量計を示しているが、図10を用いて説明する図1から図7への状態の変化とは、フロントカバーの装着状態の変化に関するものである。また、図11は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計のフロントカバーの状態検知手順を示すフローチャートである。Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent.
Embodiment 1 FIG.
1 is an external perspective view of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective enlarged view of a portion A shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1, and is a side cross-sectional view seen from the direction of the arrow in FIG. 4 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view of the front and back surfaces of the front cover of the electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of a portion C shown in 5B of FIG. .
FIG. 7 is an external perspective view of the electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention with the front cover and terminal cover removed. 8 is a cross-sectional view taken along the line YY of FIG. 7, and is a side cross-sectional view seen from the direction of the arrow in FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 10 shows the infrared signal transmission / reception state when the state changes from FIG. 1 to FIG. It is explanatory drawing explaining these. 7 shows the electronic watt-hour meter with the front cover and the terminal cover removed. The change in the state from FIG. 1 to FIG. 7 described with reference to FIG. It relates to a change of state. FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for detecting the state of the front cover of the electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように、この発明の実施の形態1における電子式電力量計50は、電力量計本体部51の上面にフロントカバー1が設けられ、入力部52の上面に端子カバー2が設けられている。また、図2は、図1のA部を上面から見た時の透視拡大図である。図2に示すように、フロントカバー1に覆われている電力量計本体部51には、赤外線送信素子3および赤外線受信素子4がそれぞれ離間して並んで配設されている。
As shown in FIG. 1, the electronic watt-
また、図3は、図1のX−X線における側断面図であり、図4は、図3に示すB部の拡大図である。図3および図4に示すように、フロントカバー1が装着されている状態では、赤外線送信素子3と赤外線受信素子4との間に赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4間に配置するように成型されたフロントカバー突起部5が配設されている。また、赤外線送信素子3の高さは、赤外線受信素子4の高さより低く設定されている。よって、赤外線送信素子3は、赤外線受信素子4より、フロントカバー1との距離が大きく設定されている。
3 is a side sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, when the front cover 1 is mounted, it is molded so as to be disposed between the infrared transmitting
さらにまた、図5は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計50のフロントカバー1の表面および裏面の斜視図である。図5において、5Aはフロントカバー1の表面の斜視図であり、5Bはフロントカバー1の裏面の斜視図である。図6は、図5の5Bに示すC部の拡大図である。図6に示すように、フロントカバー突起部5は、フロントカバー1の裏面に突出して形成されている。フロントカバー1の裏面とは、電力量計本体部51へフロントカバー1を装着した時に、赤外線送信素子3および赤外線受信素子4と対向する面である。図5および図6に示すように、電子式電力量計50のフロントカバー1は、フロントカバー1を電力量計本体部51に装着した状態でPC等の外部情報端末と赤外線通信をするため、例えばポリカーボネート等の透明部材で形成されている。また、フロントカバー突起部5は、フロントカバー1と一体に形成された透明部材から構成されている。この一体に形成されたとは、一体成型されたものだけでなく、フロントカバー突起部5を、フロントカバー1に接着したり嵌め込んだりして接合されたものも含んでいる。つまり、フロントカバー突起部5は、フロントカバー1の外部にある赤外線送受信プローブ(図示なし)と、赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4との赤外線通信を妨げないものであればよい。
FIG. 5 is a perspective view of the front and back surfaces of the front cover 1 of the
また、図7は、この発明の実施の形態1における電子式電力量計のフロントカバーおよび端子カバーを取り外した状態の外観斜視図であり、図8は、図7のY―Y線における断面図で、図7の矢印方向から見た側断面図である。フロントカバー1を電力量計本体部51から取り外した状態においては、図8に示すように、赤外線送信素子3と赤外線受信素子4との間にフロントカバー突起部5は配設されていない。
7 is an external perspective view of the electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention with the front cover and terminal cover removed, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. FIG. 8 is a side sectional view as seen from the direction of the arrow in FIG. 7. In the state where the front cover 1 is removed from the watt hour meter
このように構成された電子式電力量計50において、フロントカバー1が電力量計本体部51に装着されている状態では、赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4に対向して赤外線送受信プローブ(図示なし)を配設することにより、電子式電力量計50とPC等の外部情報端末(図示なし)との間で赤外線通信を行うことができる。赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4は、フロントカバー1(電子式電力量計50)の内部の通信機器といえる。一方で、赤外線送受信プローブは、フロントカバー1(電子式電力量計50)の外部の通信機器といえる。
In the electronic watt-
また、図2に示すように、赤外線送信素子3と赤外線受信素子4との間に配設されたフロントカバー突起部5は、空気とポリカーボネート等の透明部材との臨界角となるように角度を設けて配設される。つまり、フロントカバー突起部5は、赤外線送信素子3からの光の入射角が臨界角となるように、赤外線送信素子3からの光に対して角度を有している。これにより、赤外線送信素子3から出力される赤外線などの光である赤外線通信信号6は赤外線受信素子4へ到達しないため、電子式電力量計50の電力量計本体部51に並んで配設されている赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4との間では赤外線通信ができない。
Further, as shown in FIG. 2, the
ここで、空気とポリカーボネート等の透明部材との臨界角は、屈折率により算出することができ、空気の屈折率=1とポリカーボネートの屈折率=1.58より式(1)から求まる。
Sini = n_r × sinr / n_i (1)
但し、n_r:空気の屈折率、sinr=sin90°、n_i:ポリカーボネートの屈折率、sini:入射角、をそれぞれ示している。
式(1)より、ポリカーボネート等の透明部材から入射した赤外線通信信号6が、入射先の空気で屈折角18が臨界角となるように、入射角19を39.3度以上で入射するように設計することで、赤外線通信信号6はポリカーボネートを透過して赤外線受信素子4に到達しない。
また、フロントカバー突起部5は、赤外線送信素子3からの光の入射角19が空気と透明部材との臨界角より大きい反射面を赤外線受信素子4側に有している。Here, the critical angle between air and a transparent member such as polycarbonate can be calculated from the refractive index, and is obtained from the formula (1) from the refractive index of air = 1 and the refractive index of polycarbonate = 1.58.
Sini = n_r × sinr / n_i (1)
Here, n_r: refractive index of air, sinr = sin 90 °, n_i: refractive index of polycarbonate, and sini: incident angle are shown.
From equation (1), the
The
電子式電力量計50は、電力を計量する計量部を内蔵する電力量計本体部51を備えている。計量部は計量対象の電路の電力を計量するものである。計量部は、CPU(Central Processing Unit)10などの演算処理部を、代表的な構成とするものである。ここで、図9を用いて、電子式電力量計50のさらに詳細な内部構成を説明する。図9は、電子式電力量計50の内部構成を示すブロック図である。図9に示すように、電子式電力量計50は、電路7からの入力をデジタル信号に変換する電流入力部8及び電圧入力部9と、入力された電流値及び電圧値から電流、電圧、有効電力、無効電力、力率及び周波数等の各種電気量の演算をおこなうと共に、電子式電力量計50の各種設定及び制御をするCPU10と、このCPU10で演算した各種電気量を保存する電力量計量部11と、各種電気量や設定内容を表示する表示部12と、CPU10への制御を行う操作部13と、各種電気量や各種設定内容を送受信できる有線通信部15及び無線通信部14と、電力量の積算値に応じたパルスを外部へ出力するためのパルス出力部16と、CPU10の各種設定及び制御データを外部の設定器と送受信できる赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4を備えている。
The electronic watt-
次に、フロントカバー1の装着状態から取り外し状態へ変化するときの赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4の動作について説明する。図10は、図1のフロントカバー1の装着状態から図7のフロントカバー1の取り外し状態へ状態が変化するときの赤外線通信信号6の送受信状態を説明する説明図である。赤外線送信素子3から出力された赤外線通信信号6は、フロントカバー1に設けられたフロントカバー突起部5により遮光され、赤外線受信素子4は赤外線通信信号6を受信できない。図10に示すように、電子式電力量計50は、赤外線通信信号6の送信を一定の間隔で行い、赤外線受信素子4で赤外線通信信号6を受信しない場合、フロントカバー1は装着状態と判定する。
Next, operations of the
図8に示すように、フロントカバー1が取り外されると、赤外線送信素子3と赤外線受信素子4との間で赤外線通信信号6を遮光していたフロントカバー1のフロントカバー突起部5が無くなるため、赤外線送信素子3から出力される赤外線通信信号6は赤外線受信素子4で受信される。図10に示すように、電子式電力量計50は、赤外線通信信号6を受信すると、フロントカバー1は取り外し状態と判定する。
As shown in FIG. 8, when the front cover 1 is removed, the
具体的には、図9に示すように、電子式電力量計50は、計量対象の電路7から入力された電流及び電圧から電力量を含む必要な諸電気量を演算するCPU10と、演算された諸電気量のデータを保存する電力量計量部11、それぞれ離間して配設され、赤外線送信素子3および赤外線受信素子4を有する通信部17、電路7から入力される電流及び電圧を取り込む入力部52、電力量計量部11に保存された諸電気量を外部に出力するパルス出力部16を備えており、電子式電力量計50の電力量計本体部51のCPU10、電力量計量部11、通信部17及びパルス出力部16を覆うフロントカバー1を閉じている状態では、赤外線送信素子3の出力する赤外線通信信号6が赤外線受信素子4に入力されない。一方、フロントカバー1が開いている状態では、赤外線送信素子3の出力する赤外線通信信号6が赤外線受信素子4に入力される。以上より、フロントカバー1が閉じているか、開いているかの状態をCPUにより判別するものである。
Specifically, as shown in FIG. 9, the electronic watt-
また、赤外線受信素子4への赤外線通信信号6の入力があったことをCPU10が検知した場合、赤外線通信信号6の入力が発生したとの情報を有線通信部15及び無線通信部14を用いて外部と通信するものである。また、一定の間隔は変更可能である。
また、フロントカバー1が閉じている状態では赤外線受信素子4への赤外線通信信号6の入力が行われない、フロントカバー1が開いた或いは外された状態においては赤外線受信素子4への赤外線通信信号6の入力が行われるという赤外線通信の入力状態からフロントカバー1が閉じているか否かを判別する機能は、赤外線送信素子3と赤外線受信素子4を介して外部から設定及び解除できるものである。Further, when the
Further, when the front cover 1 is closed, the
また、上述した赤外線通信の入力状態からフロントカバー1が閉じているか否かを判別する機能は、有線通信部15、無線通信部14を介して外部から設定及び解除できるものである。
次にフロントカバー1の取り外しの検出動作について説明する。図10に示すように、フロントカバー装着検知用の赤外線通信信号6は、赤外線送信素子3より一定間隔で送信されている。フロントカバー1が装着されている場合は、赤外線送信素子3から送信された赤外線通信信号6はフロントカバー突起部5により遮光され、赤外線受信素子4には入力されない。フロントカバー1が取り外された場合は、赤外線通信信号6はフロントカバー突起部5により遮光されないため、赤外線受信素子4で受信可能となりフロントカバー1の取り外しが検知可能となる。The function of determining whether or not the front cover 1 is closed from the input state of the infrared communication described above can be set and canceled from the outside via the wired
Next, the detection operation for removing the front cover 1 will be described. As shown in FIG. 10, the
図11は、フロントカバーの状態検知手順を示すフローチャートである。以下に、フロントカバー1の取り外しを検知する動作について、図11を用いて詳細に説明する。CPU10は赤外線送信素子3を介して検知用信号である赤外線通信信号6を送信し(S101)、赤外線受信素子4を介して受信できたか否かを判断する(S102)。検知用信号を受信できた場合はステップS103に進み、検知用信号を受信できなかった場合はステップS107に進む。ステップS103では、カウンタNをインクリメントした後、ステップS104に進む。ステップS104ではカウンタNが閾値より大きいか判断し、カウンタNが閾値より大きい場合、ステップS105に進み、カウンタNが閾値以下の場合、ステップS108に進む。ステップS105に進むと、不正操作を検出とし、さらにステップS106に進み、フロントカバー1の取り外しを有線通信部15又は無線通信部14を介して通報する。
また、ステップS102で検知用信号である赤外線通信信号6を受信できなかった場合は、S107に進みカウンタNをリセットした後、ステップS108に進む。また、ステップS104でカウンタNが閾値以下の場合もステップS108に進み、一定時間の待ち処理を行った後、ステップS101に戻る。FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for detecting the state of the front cover. Below, the operation | movement which detects removal of the front cover 1 is demonstrated in detail using FIG. The
If the
次に、フロントカバー1が開いている或いは外れている状態において、赤外線送信素子3より出力された赤外線通信信号6を赤外線受信素子4に入力する構成について説明する。フロントカバー1が開いている或いは外れている状態においては、離間して配設された赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4の間にフロントカバー突起部5は存在しないため、赤外線送信素子3から出力された赤外線通信信号6は赤外線受信素子4に入力される。
また、赤外線送信素子3の出力する赤外線通信信号6は、放射する方向に応じて赤外線通信信号6の信号強度が異なるので、赤外線送信素子3から出力される赤外線通信信号6の信号強度が強い位置に赤外線受信素子4を配設する。赤外線受信素子4を赤外線送信素子3から出力される赤外線通信信号6の信号強度が強い高さ位置へ配設することにより、赤外線送信素子3から出力される赤外線通信信号6を赤外線受信素子4で検出する信頼性が向上する。Next, a configuration in which the
Further, since the
この発明の実施の形態1によれば、外部の設定器と通信を行う赤外線送信素子3を介して送出した検知用信号である赤外線通信信号6をフロントカバー突起部5により遮光することにより、赤外線受信素子4での検知用信号の受信有無によりフロントカバー1の有無を検知するので、機械的なスイッチが不要となりフロントカバー1の検知の信頼性を向上することができる。
また、外部の設定器と通信を行うために設けた赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4を用いてフロントカバー1の検知を行うスイッチ等の専用部品が必要なく低コスト化できる。According to the first embodiment of the present invention, the
In addition, a dedicated part such as a switch for detecting the front cover 1 using the
実施の形態2.
実施の形態1では、フロントカバー突起部5を角度を設けて配置し、空気とポリカーボネートの屈折率から臨界角を用いて赤外線送信素子3から出力される赤外線通信信号6を赤外線受信素子4へ到達しない構成とした。一方、この発明の実施の形態2においては、フロントカバー1のフロントカバー突起部5に導光板を設ける構成とし、赤外線送信素子3から出力される赤外線通信信号6を赤外線受信素子4へ到達しない構成とすることで、機械的なスイッチが不要となる効果があると共に、フロントカバー1の検知の信頼性を向上させることができる。
In the first embodiment, the
実施の形態2においても、実施の形態1と同様に外部の設定器と通信をおこなうために設けた赤外線送信素子3及び赤外線受信素子4を用いてフロントカバー1の検知を行うことができるため、スイッチ等の専用部品を設ける必要がなく、低コスト化できる。
なお、実施の形態1および実施の形態2においては、送信素子から出力される光の信号として赤外線を用いて説明をおこなったが、光の信号は、可視光でもよい。つまり、光学的な通信を行うことができるものであればよい。また、フロントカバー突起部5、すなわち、遮光部は、透明部材でなくてもよい。遮光部は、電子式電力量計50の内部の送信素子(赤外線送信素子3)から出力される光を電子式電力量計50の外部へ送信することを妨げないものであればよい。かつ、遮光部は、電子式電力量計50の内部の送信素子(赤外線送信素子3)から出力される光を電子式電力量計50の内部の受信素子(赤外線受信素子4)が受信することを妨げるものであればよい。ゆえに、遮光部は、光を遮るものだけでなく、光の進行方向を変化させて、電子式電力量計50の内部の受信素子(赤外線受信素子4)へ光を向かわせないものでもよい。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。Also in the second embodiment, the front cover 1 can be detected using the
In the first embodiment and the second embodiment, infrared light is used as the light signal output from the transmitting element. However, the light signal may be visible light. That is, any device capable of performing optical communication may be used. Further, the
It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
Claims (7)
それぞれ離間して前記電力量計本体部に配設された送信素子および受信素子と、
前記送信素子および前記受信素子を覆うように前記電力量計本体部の上面に設けられ、透明部材からなるフロントカバーと、
前記フロントカバーの前記送信素子および前記受信素子と対向する面に突出して形成されると共に、前記フロントカバーと一体に形成された前記透明部材からなり、前記フロントカバーの装着時に、前記送信素子から前記受信素子への光を遮光させる機能を有するよう配置された遮光部と、を備えたことを特徴とする電子式電力量計。 In an electronic watt-hour meter comprising a metering unit for metering the electric power of an electric circuit to be metered, and a watt-hour meter main unit incorporating the metering unit,
A transmitting element and a receiving element, which are spaced apart from each other and disposed in the power meter main body,
A front cover made of a transparent member provided on the upper surface of the watt-hour meter main body so as to cover the transmitting element and the receiving element;
The front cover is formed to protrude from a surface facing the transmitting element and the receiving element, and is formed of the transparent member formed integrally with the front cover. An electronic watt-hour meter comprising: a light shielding portion arranged to have a function of shielding light to the receiving element.
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