JPH0712901Y2 - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
- Publication number
- JPH0712901Y2 JPH0712901Y2 JP1207989U JP1207989U JPH0712901Y2 JP H0712901 Y2 JPH0712901 Y2 JP H0712901Y2 JP 1207989 U JP1207989 U JP 1207989U JP 1207989 U JP1207989 U JP 1207989U JP H0712901 Y2 JPH0712901 Y2 JP H0712901Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- magnetic field
- pulse width
- circuit
- exciting
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Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、矩形波状の磁場を発生させこの磁場を測定流
体に印加することによって発生する信号電圧により測定
流体の流量を計測する電磁流量計に係り、特にこの磁場
を切り換える際の立上りが早くなるように改良した電磁
流量計に関する。
体に印加することによって発生する信号電圧により測定
流体の流量を計測する電磁流量計に係り、特にこの磁場
を切り換える際の立上りが早くなるように改良した電磁
流量計に関する。
〈従来の技術〉 第８図は従来の電磁流量計の構成の概要を示すブロック
図である。
図である。
10は内面が絶縁されその外側に非磁性のパイプが配置さ
れた導管であり、ここにはパイプとは絶縁されて測定流
体Ｑに接液する一対の電極11、12が固定されている。
れた導管であり、ここにはパイプとは絶縁されて測定流
体Ｑに接液する一対の電極11、12が固定されている。
この導管10には互いに直列に接続された励磁コイル13、
14から磁場Ｂが印加され、更にこの励磁コイル13は互い
に直列に接続された励磁電源15、16の各一端からそれぞ
れスイッチSW1、SW2および検出抵抗17を介して接続さ
れ、励磁コイル14からは励磁電源15と16との各他端に接
続されている。
14から磁場Ｂが印加され、更にこの励磁コイル13は互い
に直列に接続された励磁電源15、16の各一端からそれぞ
れスイッチSW1、SW2および検出抵抗17を介して接続さ
れ、励磁コイル14からは励磁電源15と16との各他端に接
続されている。
検出抵抗17に発生した電圧Vf0は励磁制御回路18に入力
され、これに基いて励磁制御回路18からはスイッチの開
閉を制御する制御信号S1とS2がそれぞれスイッチSW1、SW
2に印加されている。
され、これに基いて励磁制御回路18からはスイッチの開
閉を制御する制御信号S1とS2がそれぞれスイッチSW1、SW
2に印加されている。
また、電極11、12に発生した信号電圧Vs1は信号処理回
路19に出力され、所定の信号処理がなされてその出力端
20に流量信号VQとして出力される。
路19に出力され、所定の信号処理がなされてその出力端
20に流量信号VQとして出力される。
次に、以上のように構成された電磁流量計の動作を第９
図に示す波形図を用いて説明する。
図に示す波形図を用いて説明する。
第９図（ａ）は励磁コイルに流れる励磁電流の波形、第
９図（ｂ）は制御信号S1の波形、第９図（ｃ）は制御信
号S2の波形、第９図（ｄ）は磁場Ｂの波形である。
９図（ｂ）は制御信号S1の波形、第９図（ｃ）は制御信
号S2の波形、第９図（ｄ）は磁場Ｂの波形である。
第９図（ａ）に示す励磁電流Ifは検出抵抗17で電圧Vf0
に変換されて励磁制御回路18に入力され、ここで第９図
（ｂ）に示すような波形の制御信号S1と第９図（ｃ）に
示すような波形の制御信号S2をそれぞれスイッチSW1と
スイッチSW2に出力する。スイッチSW1がオンのときには
SW2がオフであり、スイッチSW1がオフのときにはSW2が
オンになり、これ等のスイッチSW1とSW2が同時にオンに
ならないように制御信号S1、S2で制御される。
に変換されて励磁制御回路18に入力され、ここで第９図
（ｂ）に示すような波形の制御信号S1と第９図（ｃ）に
示すような波形の制御信号S2をそれぞれスイッチSW1と
スイッチSW2に出力する。スイッチSW1がオンのときには
SW2がオフであり、スイッチSW1がオフのときにはSW2が
オンになり、これ等のスイッチSW1とSW2が同時にオンに
ならないように制御信号S1、S2で制御される。
オン状態のスイッチは励磁電流Ifが所定の一定値になる
まではオン状態を維持し、一定値になった後には励磁制
御回路18は励磁回路13、14の時定数に比べて十分高い周
波数でオン／オフを繰返す制御信号S1、S2を出力して励
磁電流Ifが一定になるように制御する。
まではオン状態を維持し、一定値になった後には励磁制
御回路18は励磁回路13、14の時定数に比べて十分高い周
波数でオン／オフを繰返す制御信号S1、S2を出力して励
磁電流Ifが一定になるように制御する。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な従来の矩形波状の励磁波形を持
つ励磁電流で励磁する電磁流量計は次に説明するような
欠点を持つ。
つ励磁電流で励磁する電磁流量計は次に説明するような
欠点を持つ。
励磁周波数が低いときには矩形波状の波形の平坦部FL
（第９図（ｄ））で信号をピックアップすることにより
測定流体Ｑの中に発生する過電流などに起因して発生す
るノイズの影響を避けて安定なゼロ点を確保している
が、半面、測定流体が流れることによって電極面に発生
するフローノイズの影響を受けやすくなる。逆に、励磁
周波数を高くするとフローノイズの影響は受け難くなる
が、平坦部FLの期間が小さくなって励磁電流を矩形波状
に切換える際に発生する微分ノイズの影響を信号をピッ
クアップする際に受けゼロ点が変動し易くなる。
（第９図（ｄ））で信号をピックアップすることにより
測定流体Ｑの中に発生する過電流などに起因して発生す
るノイズの影響を避けて安定なゼロ点を確保している
が、半面、測定流体が流れることによって電極面に発生
するフローノイズの影響を受けやすくなる。逆に、励磁
周波数を高くするとフローノイズの影響は受け難くなる
が、平坦部FLの期間が小さくなって励磁電流を矩形波状
に切換える際に発生する微分ノイズの影響を信号をピッ
クアップする際に受けゼロ点が変動し易くなる。
〈課題を解決するための手段〉 そこで、本考案はフローノイズの影響を避けるために励
磁周波数を上げながらこの平坦部FLを所定の期間に保持
するようにして励磁周波数を高くしてもフローノイズも
微分ノイズの影響も共に受けないようにすることを目的
として、磁場を発生させる励磁コイルと、この磁場が印
加され測定流量に対応して発生する信号電圧を検出する
信号検出手段と、励磁コイルに流れる励磁電流の極性を
切り換える切換スイッチを介して励磁電流を供給する励
磁手段と、磁場の変化を検出する磁場検出手段と、この
磁場検出手段の出力を用いて高周波信号をパルス幅変調
してパルス幅信号を出力する変調手段と、このパルス幅
信号を高周波信号よりは低い周波数の励磁周波数で切り
換えた制御信号を出力する制御手段とを具備し、この制
御信号により切換スイッチの開閉を制御するようにした
ものである。
磁周波数を上げながらこの平坦部FLを所定の期間に保持
するようにして励磁周波数を高くしてもフローノイズも
微分ノイズの影響も共に受けないようにすることを目的
として、磁場を発生させる励磁コイルと、この磁場が印
加され測定流量に対応して発生する信号電圧を検出する
信号検出手段と、励磁コイルに流れる励磁電流の極性を
切り換える切換スイッチを介して励磁電流を供給する励
磁手段と、磁場の変化を検出する磁場検出手段と、この
磁場検出手段の出力を用いて高周波信号をパルス幅変調
してパルス幅信号を出力する変調手段と、このパルス幅
信号を高周波信号よりは低い周波数の励磁周波数で切り
換えた制御信号を出力する制御手段とを具備し、この制
御信号により切換スイッチの開閉を制御するようにした
ものである。
〈作用〉 磁場の変化を磁場検出手段で検出しこの出力を用いて変
調手段でパルス幅変調をしてパルス幅信号を制御手段に
出力し、ここで制御信号を発生してこれにより切換スイ
ッチの開閉時間を制御することにより磁場を平坦化す
る。
調手段でパルス幅変調をしてパルス幅信号を制御手段に
出力し、ここで制御信号を発生してこれにより切換スイ
ッチの開閉時間を制御することにより磁場を平坦化す
る。
これにより、磁場の平坦部を早期に所定の値に整定させ
て矩形波状の励磁電流の周波数を高くすることを可能に
する。
て矩形波状の励磁電流の周波数を高くすることを可能に
する。
〈実施例〉 以下、本考案の実施例について図面を用いて説明する。
第１図は本考案の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、第８図に示す従来の構成と同一の機能を有す
る部分については同一の符号を付して適宜にその説明を
省略する。
第１図は本考案の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、第８図に示す従来の構成と同一の機能を有す
る部分については同一の符号を付して適宜にその説明を
省略する。
磁場Ｂの中に検出コイル21が配置され、この検出コイル
21に発生した微分状の検出信号SCは同期整流回路22に出
力される。
21に発生した微分状の検出信号SCは同期整流回路22に出
力される。
一方、発振回路23からは高周波の周波数信号SHが発生さ
れ、分周回路24で分周されて矩形波状の励磁電流If2と
同一の周期を持つ分周信号SDとして同期整流回路22とと
もに制御回路25に出力される。
れ、分周回路24で分周されて矩形波状の励磁電流If2と
同一の周期を持つ分周信号SDとして同期整流回路22とと
もに制御回路25に出力される。
検出信号SCは同期整流回路22で同期整流されて励磁電流
If2の周期と同一の周期を持つ磁場信号Vfとして加算増
幅回路26に出力され、ここで基準電圧Vrと加算されて加
算信号VAとしてパルス幅変調回路27に出力される。
If2の周期と同一の周期を持つ磁場信号Vfとして加算増
幅回路26に出力され、ここで基準電圧Vrと加算されて加
算信号VAとしてパルス幅変調回路27に出力される。
パルス幅変調回路27は発振回路23から出力される高周波
の周波数信号SHを加算信号VAでパルス幅変調をしてパル
ス幅信号VWとして制御回路25に出力する。
の周波数信号SHを加算信号VAでパルス幅変調をしてパル
ス幅信号VWとして制御回路25に出力する。
制御回路25はパルス幅信号VWを分周信号SDで励磁電流I
f2の半周期ごとにオン／オフして得られる制御信号S3、S
4をそれぞれスイッチSW1、SW2に出力する。
f2の半周期ごとにオン／オフして得られる制御信号S3、S
4をそれぞれスイッチSW1、SW2に出力する。
検出コイル21、同期整流回路22、発振回路23、分周回路
24、制御回路25、加算増幅回路26、パルス幅変調回路27
などで励磁制御回路28を構成している。
24、制御回路25、加算増幅回路26、パルス幅変調回路27
などで励磁制御回路28を構成している。
第２図は第１図におけるパイプ10、励磁コイル13、14な
どで構成される検出器の構成を示している。
どで構成される検出器の構成を示している。
非磁性のパイプ10の両端にはフランジ29A、29Bが溶接に
より固定され、パイプ10の内面とフランジの内側には絶
縁物のライニング材30が内張りされている。ライニング
材30の内面には一対の電極11、12（図示せず）がパイプ
10とは絶縁されて固定されている。また、パイプ10の外
部には一対のコア31、32が配置され、この回りに検出コ
イル21（21A、21B）とこの外側に励磁コイル13、14が巻
かれ、これ等の外部は円筒状の磁性体のシエル33で覆わ
れている。なお、34はライニング材30を係止する円筒状
の多孔性の係止板である。
より固定され、パイプ10の内面とフランジの内側には絶
縁物のライニング材30が内張りされている。ライニング
材30の内面には一対の電極11、12（図示せず）がパイプ
10とは絶縁されて固定されている。また、パイプ10の外
部には一対のコア31、32が配置され、この回りに検出コ
イル21（21A、21B）とこの外側に励磁コイル13、14が巻
かれ、これ等の外部は円筒状の磁性体のシエル33で覆わ
れている。なお、34はライニング材30を係止する円筒状
の多孔性の係止板である。
次に、第１図、第２図に示すように構成された電磁流量
計の動作について第３図に示す波形図を用いて説明す
る。
計の動作について第３図に示す波形図を用いて説明す
る。
検出コイル21で検出された検出信号SC（第３図（ａ））
は参照信号として印加された分周信号SD（第３図
（ｂ））を用いて同期整流回路22で同期整流されて磁場
信号Vf（第３図（ｃ））として加算増幅回路26に出力さ
れる。
は参照信号として印加された分周信号SD（第３図
（ｂ））を用いて同期整流回路22で同期整流されて磁場
信号Vf（第３図（ｃ））として加算増幅回路26に出力さ
れる。
加算増幅回路26は、磁場Ｂが定常値になったときの励磁
電流If2を制御する基準電圧Vrと加算されてその出力端
に第３図（ｄ）に示す加算信号VAを出力する。パルス幅
変調回路27は発振回路23から出力される高周波の周波数
信号SH（第３図（ｅ））を加算信号VAでパルス幅変調し
て第３図（ｆ）に示すパルス幅信号VWを制御回路25に出
力する。制御回路25は第３図（ｂ）に示す分周信号SDに
より切り換えられて第３図（ｇ）、（ｈ）に示すような
制御信号S3、S4を発生して、これによりスイッチSW1、SW2
の開閉を制御する。いずれのスイッチSW1、SW2も制御信
号S3、S4が正のときはオン、負のときはオフとなる。
電流If2を制御する基準電圧Vrと加算されてその出力端
に第３図（ｄ）に示す加算信号VAを出力する。パルス幅
変調回路27は発振回路23から出力される高周波の周波数
信号SH（第３図（ｅ））を加算信号VAでパルス幅変調し
て第３図（ｆ）に示すパルス幅信号VWを制御回路25に出
力する。制御回路25は第３図（ｂ）に示す分周信号SDに
より切り換えられて第３図（ｇ）、（ｈ）に示すような
制御信号S3、S4を発生して、これによりスイッチSW1、SW2
の開閉を制御する。いずれのスイッチSW1、SW2も制御信
号S3、S4が正のときはオン、負のときはオフとなる。
いま、磁場Ｂが負から正に切りかわる半周期について考
える。この切換えは第３図（ｂ）に示す分周信号SDが負
から正に変化することによってなされるが、このときは
磁場Ｂの変化は最も大きい。この大きな変化の間はスイ
ッチSW1の制御信号S3は正の値を長く保持しておりこれ
により励磁コイル13、14に励磁電流Ifを供給し続ける。
この間に磁場Ｂの変化は次第に減少しスイッチSW1はオ
ンを保持した状態から第３図（ｇ）に示すようにオン、
オフを繰り返す状態となる。この段階ではまだスイッチ
SW1はオンの周期がオフの周期に比べてずっと長くなっ
ており、磁場Ｂの変化の減少と共にオンの周期が短くな
り磁場Ｂの変化がゼロになったときにオン、オフの周期
が一定になる。この比率ｋは励磁回路の全抵抗をＲ、励
磁電圧をVf、このときの励磁電流IfをIfCとすれば ｋ＝Vf/RIfC となる。このオン／オフの比率ｋは基準電圧Vrの値によ
って定まる。第５図では説明の都合上、このオン／オフ
の周期を実際より長く示してあるが、この周期は励磁回
路の時定数に比べて充分に大きくしておく必要がある。
える。この切換えは第３図（ｂ）に示す分周信号SDが負
から正に変化することによってなされるが、このときは
磁場Ｂの変化は最も大きい。この大きな変化の間はスイ
ッチSW1の制御信号S3は正の値を長く保持しておりこれ
により励磁コイル13、14に励磁電流Ifを供給し続ける。
この間に磁場Ｂの変化は次第に減少しスイッチSW1はオ
ンを保持した状態から第３図（ｇ）に示すようにオン、
オフを繰り返す状態となる。この段階ではまだスイッチ
SW1はオンの周期がオフの周期に比べてずっと長くなっ
ており、磁場Ｂの変化の減少と共にオンの周期が短くな
り磁場Ｂの変化がゼロになったときにオン、オフの周期
が一定になる。この比率ｋは励磁回路の全抵抗をＲ、励
磁電圧をVf、このときの励磁電流IfをIfCとすれば ｋ＝Vf/RIfC となる。このオン／オフの比率ｋは基準電圧Vrの値によ
って定まる。第５図では説明の都合上、このオン／オフ
の周期を実際より長く示してあるが、この周期は励磁回
路の時定数に比べて充分に大きくしておく必要がある。
第４図は第１図に示す検出コイル21の代りにホール素子
を用いた他の実施例の構成を示す部分ブロック図であ
る。
を用いた他の実施例の構成を示す部分ブロック図であ
る。
この場合は磁場Ｂを検出する手段として直流安定化電源
35からホール素子36に定電流を供給し磁場Ｂを検出する
ようにしている。
35からホール素子36に定電流を供給し磁場Ｂを検出する
ようにしている。
磁場Ｂをホール素子36で第５図（ａ）に示すように検出
信号SHLとして検出し、同期整流回路22は第５図（ｂ）
に示す分周信号SDを参照信号として同期整流しこれを磁
場信号Vfh（第５図（ｃ））として出力する。これ以後
の信号処理については第１図に示すものと同一である。
信号SHLとして検出し、同期整流回路22は第５図（ｂ）
に示す分周信号SDを参照信号として同期整流しこれを磁
場信号Vfh（第５図（ｃ））として出力する。これ以後
の信号処理については第１図に示すものと同一である。
第６図は磁場を検出する検出コイルをライニング材30の
中に埋め込む構成とした実施例を示し、第７図は磁場を
検出する検出コイルの代りにホール素子をライニング材
30の中に埋め込む構成とした実施例を示している。
中に埋め込む構成とした実施例を示し、第７図は磁場を
検出する検出コイルの代りにホール素子をライニング材
30の中に埋め込む構成とした実施例を示している。
〈考案の効果〉 従来のように単に励磁電流の変化を検出してその値が一
定になるように制御したのでは磁場は暫くの間一定の大
きさにならず励磁周波数を高くすることが出来ないが、
本考案は磁場の変化を磁場検出手段で検出してこれによ
り励磁電流を一定に制御する構成としたので、励磁電流
の極性が変化した過渡期では励磁電流は多少一定値より
オーバシュートするが磁場Ｂを速やかに定常値に安定さ
せることができ、この結果、フローノイズの影響を避け
て矩形波状の高周波励磁をすることを可能にする。
定になるように制御したのでは磁場は暫くの間一定の大
きさにならず励磁周波数を高くすることが出来ないが、
本考案は磁場の変化を磁場検出手段で検出してこれによ
り励磁電流を一定に制御する構成としたので、励磁電流
の極性が変化した過渡期では励磁電流は多少一定値より
オーバシュートするが磁場Ｂを速やかに定常値に安定さ
せることができ、この結果、フローノイズの影響を避け
て矩形波状の高周波励磁をすることを可能にする。
第１図は本考案の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図に示す実施例のうち検出器の構成を示す縦
断面図、第３図は第１図に示す実施例の動作を説明する
波形図、第４図は第１図に示す検出コイルの代りにホー
ル素子を用いたたの実施例の要部を示すブロック図、第
５図は第４図に示す実施例の動作を説明する波形図、第
６図は第１図に示す検出器の他の実施例の構成を示す縦
断面図、第７図は第１図に示す検出器の更に他の実施例
の構成を示す縦断面図、第８図は従来の電磁流量計の構
成の概要を示すブロック図、第９図は第８図に示す電磁
流量計の動作を説明する波形図である。 10…パイプ、13、14…励磁コイル、15、16…励磁電源、
17…検出抵抗、18…励磁制御回路、19…信号処理回路、
21（21A、21B）…検出コイル、22…同期整流回路、23…
発振回路、24…分周回路、25…制御回路、26…加算増幅
回路、27…パルス幅変調回路、28…励磁制御回路、36…
ホール素子、SW1、SW2…スイッチ、SH…周波数信号、SD
…分周信号、SC、SHL…検出信号、Vf…磁場信号、VA…加
算信号、VW…パルス幅信号、S1〜S4…制御信号
２図は第１図に示す実施例のうち検出器の構成を示す縦
断面図、第３図は第１図に示す実施例の動作を説明する
波形図、第４図は第１図に示す検出コイルの代りにホー
ル素子を用いたたの実施例の要部を示すブロック図、第
５図は第４図に示す実施例の動作を説明する波形図、第
６図は第１図に示す検出器の他の実施例の構成を示す縦
断面図、第７図は第１図に示す検出器の更に他の実施例
の構成を示す縦断面図、第８図は従来の電磁流量計の構
成の概要を示すブロック図、第９図は第８図に示す電磁
流量計の動作を説明する波形図である。 10…パイプ、13、14…励磁コイル、15、16…励磁電源、
17…検出抵抗、18…励磁制御回路、19…信号処理回路、
21（21A、21B）…検出コイル、22…同期整流回路、23…
発振回路、24…分周回路、25…制御回路、26…加算増幅
回路、27…パルス幅変調回路、28…励磁制御回路、36…
ホール素子、SW1、SW2…スイッチ、SH…周波数信号、SD
…分周信号、SC、SHL…検出信号、Vf…磁場信号、VA…加
算信号、VW…パルス幅信号、S1〜S4…制御信号
Claims (1)
- 【請求項１】磁場を発生させる励磁コイルと、この磁場
が印加され測定流量に対応して発生する信号電圧を検出
する信号検出手段と、前記励磁コイルに流れる励磁電流
の極性を切り換える切換スイッチを介して前記励磁電流
を供給する励磁手段と、前記磁場の変化を検出する磁場
検出手段と、この磁場検出手段の出力を用いて高周波信
号をパルス幅変調してパルス幅信号を出力する変調手段
と、このパルス幅信号を前記高周波信号よりは低い周波
数の励磁周波数で切り換えた制御信号を出力する制御手
段とを具備し、この制御信号により前記切換スイッチの
開閉を制御することを特徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1207989U JPH0712901Y2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1207989U JPH0712901Y2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103230U JPH02103230U (ja) | 1990-08-16 |
| JPH0712901Y2 true JPH0712901Y2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=31221202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1207989U Expired - Lifetime JPH0712901Y2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712901Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012132363A1 (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | 株式会社 東芝 | 電磁流量計、電磁流量計測システム及び方法 |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP1207989U patent/JPH0712901Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012132363A1 (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | 株式会社 東芝 | 電磁流量計、電磁流量計測システム及び方法 |
| CN103459987A (zh) * | 2011-03-25 | 2013-12-18 | 株式会社东芝 | 电磁流量计、电磁流量计测系统以及方法 |
| JPWO2012132363A1 (ja) * | 2011-03-25 | 2014-07-24 | 株式会社東芝 | 電磁流量計、電磁流量計測システム及び方法 |
| US9157777B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-10-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic flowmeter, electromagnetic flow rate measurement system, and electromagnetic flow rate measurement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02103230U (ja) | 1990-08-16 |
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