JPH087116B2 - 自動採水器 - Google Patents
自動採水器Info
- Publication number
- JPH087116B2 JPH087116B2 JP22370893A JP22370893A JPH087116B2 JP H087116 B2 JPH087116 B2 JP H087116B2 JP 22370893 A JP22370893 A JP 22370893A JP 22370893 A JP22370893 A JP 22370893A JP H087116 B2 JPH087116 B2 JP H087116B2
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- JP
- Japan
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- water
- sample
- water sampling
- sampler
- sample bag
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周囲環境と温度差のあ
る試料水、例えば、深海熱水噴出域における試料水等を
自動的に採水するための自動採水器に関する。
る試料水、例えば、深海熱水噴出域における試料水等を
自動的に採水するための自動採水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、深海熱水噴出域における
試料水を採水する方法としては、潜水調査船や無人探査
機により採水器を海底まで運搬し、採水口をマニピュレ
ータで熱水中に保持しながら、採水者が機械的信号を送
り、バネやゴム等を作動させる機械的な力による方法
や、採水者が電気的信号を送り、潜水船搭載電池や外部
電源によりポンプを駆動させる方法が知られている。
試料水を採水する方法としては、潜水調査船や無人探査
機により採水器を海底まで運搬し、採水口をマニピュレ
ータで熱水中に保持しながら、採水者が機械的信号を送
り、バネやゴム等を作動させる機械的な力による方法
や、採水者が電気的信号を送り、潜水船搭載電池や外部
電源によりポンプを駆動させる方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の採水器においては、熱水の噴出位置が絶えずゆらい
でいるため、採水口を熱水中に保持することが困難であ
り、所望の純粋な試料水を確実に採水することができな
いという問題を有している。また、機械的或いは電気的
な方法により採水するために、採水器の構造および開閉
弁の制御が複雑になり、重量が増加すると共に、採水器
の減菌が困難になり、試料を無菌状態で採水することが
困難であるという問題を有している。
来の採水器においては、熱水の噴出位置が絶えずゆらい
でいるため、採水口を熱水中に保持することが困難であ
り、所望の純粋な試料水を確実に採水することができな
いという問題を有している。また、機械的或いは電気的
な方法により採水するために、採水器の構造および開閉
弁の制御が複雑になり、重量が増加すると共に、採水器
の減菌が困難になり、試料を無菌状態で採水することが
困難であるという問題を有している。
【０００４】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、周囲環境と温度差のある試料水の存在を形状記憶合
金により自動的に検出し、その温度差エネルギーを動力
源として自動的に採水することができる自動採水器を提
供することを目的とする。
て、周囲環境と温度差のある試料水の存在を形状記憶合
金により自動的に検出し、その温度差エネルギーを動力
源として自動的に採水することができる自動採水器を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の請求
項１に記載の自動採水器は、弾性材料で形成されるサン
プルバッグ２と、サンプルバッグ２内に配設される形状
記憶合金からなるバネ３と、サンプルバッグ３に逆止弁
５を介して接続される採水口６とを備え、バネ３の伸縮
により周囲と温度差のある試料水を吸入可能にすること
を特徴とする。
項１に記載の自動採水器は、弾性材料で形成されるサン
プルバッグ２と、サンプルバッグ２内に配設される形状
記憶合金からなるバネ３と、サンプルバッグ３に逆止弁
５を介して接続される採水口６とを備え、バネ３の伸縮
により周囲と温度差のある試料水を吸入可能にすること
を特徴とする。
【０００６】また、本発明の請求項２に記載の自動採水
器は、採水部１２と、採水部１２内に移動自在に嵌合さ
れるピストン１５と、ピストン１５により区画形成され
る採水室１７と、採水室１７に配設される形状記憶合金
からなる第１のバネ３と、採水１７室に三方切換弁１８
を介して接続される採水口６およびサンプルバッグ２
と、三方切換弁１８内に配設される弁体２３を移動させ
るための形状記憶合金からなる第２のバネ２５とを備
え、第１および第２のバネ３、２５の伸縮により周囲と
温度差のある試料水を吸入可能にすることを特徴とす
る。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を
容易にするために図面と対比させるためのもので、これ
により本発明の構成が何ら限定されるものではない。
器は、採水部１２と、採水部１２内に移動自在に嵌合さ
れるピストン１５と、ピストン１５により区画形成され
る採水室１７と、採水室１７に配設される形状記憶合金
からなる第１のバネ３と、採水１７室に三方切換弁１８
を介して接続される採水口６およびサンプルバッグ２
と、三方切換弁１８内に配設される弁体２３を移動させ
るための形状記憶合金からなる第２のバネ２５とを備
え、第１および第２のバネ３、２５の伸縮により周囲と
温度差のある試料水を吸入可能にすることを特徴とす
る。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を
容易にするために図面と対比させるためのもので、これ
により本発明の構成が何ら限定されるものではない。
【０００７】
【作用】本発明においては、例えば図１に示すように、
採水口６を熱水中に保持すると、熱水の高温により形状
記憶合金からなるバネ３が伸張し、サンプルバッグ２内
に熱水が自動的に吸入され、採水が終了した自動採水器
１は、回収される途中で冷水に接触され、形状記憶合金
からなるバネ３が収縮するが、逆止弁５によりサンプル
バッグ２内の試料水が漏れることはない。
採水口６を熱水中に保持すると、熱水の高温により形状
記憶合金からなるバネ３が伸張し、サンプルバッグ２内
に熱水が自動的に吸入され、採水が終了した自動採水器
１は、回収される途中で冷水に接触され、形状記憶合金
からなるバネ３が収縮するが、逆止弁５によりサンプル
バッグ２内の試料水が漏れることはない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は、本発明における自動採水器の１実施例
を示す模式図であり、図（Ａ）は採水前の状態、図
（Ｂ）は採水状態、図（Ｃ）は保管状態を示す図であ
る。なお、以下の説明では、深海熱水噴出域における試
料水の採水について説明するが、深海に限定されるもの
ではなく、また、冷水の採水にも適用可能である。
明する。図１は、本発明における自動採水器の１実施例
を示す模式図であり、図（Ａ）は採水前の状態、図
（Ｂ）は採水状態、図（Ｃ）は保管状態を示す図であ
る。なお、以下の説明では、深海熱水噴出域における試
料水の採水について説明するが、深海に限定されるもの
ではなく、また、冷水の採水にも適用可能である。
【０００９】図（Ａ）において、本実施例における自動
採水器１は、高圧蒸気減菌が可能で弾性材料である例え
ばフッ素系の樹脂材料からなるサンプルバッグ２と、サ
ンプルバッグ２内に配設される形状記憶合金からなるバ
ネ３と、サンプルバッグ２に接続されるセルフシール継
手４、逆止弁５及び採水口６からなり、サンプルバッグ
２内を採水部としている。
採水器１は、高圧蒸気減菌が可能で弾性材料である例え
ばフッ素系の樹脂材料からなるサンプルバッグ２と、サ
ンプルバッグ２内に配設される形状記憶合金からなるバ
ネ３と、サンプルバッグ２に接続されるセルフシール継
手４、逆止弁５及び採水口６からなり、サンプルバッグ
２内を採水部としている。
【００１０】各部材はいずれも高圧蒸気減菌が可能な材
料を使用する。サンプルバッグ２は、最大採水量に対し
てその変形量に余裕をもたせ、深海試料水の回収に際し
て減圧に伴う試料水の体積増加に対処させるようにす
る。また、形状記憶合金からなるバネ３は、所望の温度
特性を有する形状記憶合金を選択することにより、種々
の温度差の試料水の採水を可能とする。なお、セルフシ
ール継手４は、逆止弁５及び採水口６を取り外してサン
プルバッグ２を保管するためのもので必ずしも必要なも
のではない。
料を使用する。サンプルバッグ２は、最大採水量に対し
てその変形量に余裕をもたせ、深海試料水の回収に際し
て減圧に伴う試料水の体積増加に対処させるようにす
る。また、形状記憶合金からなるバネ３は、所望の温度
特性を有する形状記憶合金を選択することにより、種々
の温度差の試料水の採水を可能とする。なお、セルフシ
ール継手４は、逆止弁５及び採水口６を取り外してサン
プルバッグ２を保管するためのもので必ずしも必要なも
のではない。
【００１１】上記自動採水器１による採水方法について
説明すると、先ず、海上の母船において、サンプルバッ
グ２内に純水を充填し、自動採水器１を高圧蒸気減菌装
置内に入れてオートクレープ減菌し、自動採水器１全体
を無菌状態とする。この状態で自動採水器１を潜水調査
船や無人探査機に搭載し、熱水噴出域において、マニピ
ュレータにより採水口６を熱水中に保持すると、図
（Ｂ）に示すように、熱水の高温により形状記憶合金か
らなるバネ３が伸張し、サンプルバッグ２内に熱水が自
動的に吸入される。この際、熱水がゆらいで熱水が注入
されない場合には、サンプルバッグ２が膨張しないの
で、採水者は直ちに採水位置を変更させて熱水を確実に
採水することができる。
説明すると、先ず、海上の母船において、サンプルバッ
グ２内に純水を充填し、自動採水器１を高圧蒸気減菌装
置内に入れてオートクレープ減菌し、自動採水器１全体
を無菌状態とする。この状態で自動採水器１を潜水調査
船や無人探査機に搭載し、熱水噴出域において、マニピ
ュレータにより採水口６を熱水中に保持すると、図
（Ｂ）に示すように、熱水の高温により形状記憶合金か
らなるバネ３が伸張し、サンプルバッグ２内に熱水が自
動的に吸入される。この際、熱水がゆらいで熱水が注入
されない場合には、サンプルバッグ２が膨張しないの
で、採水者は直ちに採水位置を変更させて熱水を確実に
採水することができる。
【００１２】採水が終了した自動採水器１は、回収され
る途中で冷水に接触され、図（Ｃ）に示すように、形状
記憶合金からなるバネ３が収縮するが、逆止弁５により
サンプルバッグ２内の試料水が漏れることはない。そし
て、自動採水器１を母船上に回収し、セルフシール継手
４により逆止弁５及び採水口６を取り外してサンプルバ
ッグ２を保管し、以後の実験、研究に供される。
る途中で冷水に接触され、図（Ｃ）に示すように、形状
記憶合金からなるバネ３が収縮するが、逆止弁５により
サンプルバッグ２内の試料水が漏れることはない。そし
て、自動採水器１を母船上に回収し、セルフシール継手
４により逆止弁５及び採水口６を取り外してサンプルバ
ッグ２を保管し、以後の実験、研究に供される。
【００１３】次に、図２および図３により本発明の他の
実施例について説明する。図２（Ａ）は全体斜視図、図
２（Ｂ）は軸方向断面図、図２（Ｃ）は採水状態を示す
断面図、図２（Ｄ）は回収状態を示す断面図、図３は三
方切換弁を説明するための模式図である。
実施例について説明する。図２（Ａ）は全体斜視図、図
２（Ｂ）は軸方向断面図、図２（Ｃ）は採水状態を示す
断面図、図２（Ｄ）は回収状態を示す断面図、図３は三
方切換弁を説明するための模式図である。
【００１４】図２において、本実施例における自動採水
器１１は、筒状の採水部１２と、採水部１２の上部に設
けられる収納部１３とを有し、採水部１２の底面には貫
通孔１４が形成されている。採水部１２内には、ピスト
ン１５が移動自在に嵌合され、採水部１２の下部に固定
されたバネ１６により付勢される構造となっており、採
水部１２の上部に採水室１７を区画形成している。採水
室１７内には図１と同様の形状記憶合金からなるバネ３
が配設されている。採水室１７は、三方切換弁１８を介
して吸入管１９および採水口６に接続されている。
器１１は、筒状の採水部１２と、採水部１２の上部に設
けられる収納部１３とを有し、採水部１２の底面には貫
通孔１４が形成されている。採水部１２内には、ピスト
ン１５が移動自在に嵌合され、採水部１２の下部に固定
されたバネ１６により付勢される構造となっており、採
水部１２の上部に採水室１７を区画形成している。採水
室１７内には図１と同様の形状記憶合金からなるバネ３
が配設されている。採水室１７は、三方切換弁１８を介
して吸入管１９および採水口６に接続されている。
【００１５】収納部１３内には、サンプルバッグ２が配
設され、サンプルバッグ２は、セルフシール継手４及び
送水管２０を介して三方切換弁１８に接続されている。
収納部１３の上面には、確認用バッグ２１が接続されて
いる。この確認用バッグ２１は、図２（Ｄ）に示すよう
に、サンプルバッグ２内に試料水が充填、膨張すると、
収納部１３内の水が確認用バッグ２１内に充填、膨張
し、採水完了を確認するためのものであるが、収納部１
３を透明材料或いは網部材で形成すればサンプルバッグ
２を視認できるので不要となる。
設され、サンプルバッグ２は、セルフシール継手４及び
送水管２０を介して三方切換弁１８に接続されている。
収納部１３の上面には、確認用バッグ２１が接続されて
いる。この確認用バッグ２１は、図２（Ｄ）に示すよう
に、サンプルバッグ２内に試料水が充填、膨張すると、
収納部１３内の水が確認用バッグ２１内に充填、膨張
し、採水完了を確認するためのものであるが、収納部１
３を透明材料或いは網部材で形成すればサンプルバッグ
２を視認できるので不要となる。
【００１６】前記三方切換弁１８は、図３に示すよう
に、シリンダ２２内に摺動自在に弁体２３が配設されて
おり、弁体２３の両端には、形状記憶合金からなるバネ
２５と、付勢スプリング２６とが配設されている。弁体
２３内には、２つの通路２７、２８が貫通されている。
そして、周囲の温度によりバネ２５が伸張すると、図３
（Ａ）に示すように、弁体２３が左方向に移動し、採水
室１７と吸入１９とが通路２７を介して連通し、また、
周囲の温度によりバネ２５が収縮すると、図３（Ｂ）に
示すように、弁体２３が右方向に移動し、採水室１７と
送水管２０とが通路２８を介して連通し、採水室１７を
吸入管１９と送水管２０とに自動的に切り換えられるよ
うに構成されている。
に、シリンダ２２内に摺動自在に弁体２３が配設されて
おり、弁体２３の両端には、形状記憶合金からなるバネ
２５と、付勢スプリング２６とが配設されている。弁体
２３内には、２つの通路２７、２８が貫通されている。
そして、周囲の温度によりバネ２５が伸張すると、図３
（Ａ）に示すように、弁体２３が左方向に移動し、採水
室１７と吸入１９とが通路２７を介して連通し、また、
周囲の温度によりバネ２５が収縮すると、図３（Ｂ）に
示すように、弁体２３が右方向に移動し、採水室１７と
送水管２０とが通路２８を介して連通し、採水室１７を
吸入管１９と送水管２０とに自動的に切り換えられるよ
うに構成されている。
【００１７】上記自動採水器１１による採水方法につい
て説明すると、先ず、海上の母船において、採水室１７
内に純水を充填し、自動採水器１１を減菌装置内に入れ
てオートクレープ減菌し、自動採水器１１全体を無菌状
態とする。この状態で、自動採水器１１を潜水船に搭載
し深海に移動させるが、三方切換弁１８は、図２（Ａ）
および図３（Ｂ）に示すように、採水室１７と送水管２
０とを連通する位置になっており、採水室１７には海水
が侵入しない。
て説明すると、先ず、海上の母船において、採水室１７
内に純水を充填し、自動採水器１１を減菌装置内に入れ
てオートクレープ減菌し、自動採水器１１全体を無菌状
態とする。この状態で、自動採水器１１を潜水船に搭載
し深海に移動させるが、三方切換弁１８は、図２（Ａ）
および図３（Ｂ）に示すように、採水室１７と送水管２
０とを連通する位置になっており、採水室１７には海水
が侵入しない。
【００１８】熱水噴出域においてマニピュレータにより
採水口６を熱水中に保持すると、図２（Ｃ）および図３
（Ｂ）に示すように、熱水の高温により形状記憶合金か
らなるバネ３およびバネ２５が伸張し、ピストン１５が
バネ１６に抗して下降し、ピストン１５下部の水は貫通
孔１４から押し出される。同時に三方切換弁１８は、採
水室１７と吸入管１９とを連通する位置に切り換えら
れ、熱水は、採水口６、吸入管１９、三方切換弁１８を
経て採水室１７に吸入される。
採水口６を熱水中に保持すると、図２（Ｃ）および図３
（Ｂ）に示すように、熱水の高温により形状記憶合金か
らなるバネ３およびバネ２５が伸張し、ピストン１５が
バネ１６に抗して下降し、ピストン１５下部の水は貫通
孔１４から押し出される。同時に三方切換弁１８は、採
水室１７と吸入管１９とを連通する位置に切り換えら
れ、熱水は、採水口６、吸入管１９、三方切換弁１８を
経て採水室１７に吸入される。
【００１９】採水が終了した自動採水器１１は、回収さ
れる途中で再び冷水に接触され、図（Ｄ）および図３
（Ａ）に示すように、形状記憶合金からなるバネ３およ
びバネ２５が収縮し、ピストン１５がバネ１６の付勢に
より上昇し、同時に三方切換弁１８は、採水室１７と送
水管２０とを連通する位置に切り換えられ、試料水は、
採水室１７、三方切換弁１８、送水管２０を経てサンプ
ルバッグ２内に移送される。そして、自動採水器１１を
母船上に回収し、サンプルバッグ２をセルフシール継手
４から取り外してサンプルバッグ２を保管し、以後の実
験、研究に供される。
れる途中で再び冷水に接触され、図（Ｄ）および図３
（Ａ）に示すように、形状記憶合金からなるバネ３およ
びバネ２５が収縮し、ピストン１５がバネ１６の付勢に
より上昇し、同時に三方切換弁１８は、採水室１７と送
水管２０とを連通する位置に切り換えられ、試料水は、
採水室１７、三方切換弁１８、送水管２０を経てサンプ
ルバッグ２内に移送される。そして、自動採水器１１を
母船上に回収し、サンプルバッグ２をセルフシール継手
４から取り外してサンプルバッグ２を保管し、以後の実
験、研究に供される。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、周囲環境と温度差のある試料水の存在を形状記
憶合金により自動的に検出し、その温度差エネルギーを
動力源として自動的に採水することができる。また、外
部動力源を必要としないので装置の小型、軽量化を図る
ことができる上、潜水調査船や無人探査機等のマニピュ
レータを用いた採水が、容易かつ確実に行うことができ
る。さらに、小型、軽量の本採水器を複数個搭載するこ
とにより、限られた潜航回数で大量の試料水を採水する
ことが可能となる。
よれば、周囲環境と温度差のある試料水の存在を形状記
憶合金により自動的に検出し、その温度差エネルギーを
動力源として自動的に採水することができる。また、外
部動力源を必要としないので装置の小型、軽量化を図る
ことができる上、潜水調査船や無人探査機等のマニピュ
レータを用いた採水が、容易かつ確実に行うことができ
る。さらに、小型、軽量の本採水器を複数個搭載するこ
とにより、限られた潜航回数で大量の試料水を採水する
ことが可能となる。
【図１】本発明における自動採水器の１実施例を示す模
式図であり、図（Ａ）は採水前の状態、図（Ｂ）は採水
状態、図（Ｃ）は保管状態を示す図である。
式図であり、図（Ａ）は採水前の状態、図（Ｂ）は採水
状態、図（Ｃ）は保管状態を示す図である。
【図２】本発明における自動採水器の他の実施例を示
し、図２（Ａ）は全体斜視図、図２（Ｂ）は軸方向断面
図、図２（Ｃ）は採水状態を示す断面図、図２（Ｄ）は
回収状態を示す断面図である。
し、図２（Ａ）は全体斜視図、図２（Ｂ）は軸方向断面
図、図２（Ｃ）は採水状態を示す断面図、図２（Ｄ）は
回収状態を示す断面図である。
【図３】図２の三方切換弁を説明するための模式図であ
る。
る。
１、１１…自動採水器、２…サンプルバッグ ３、２５…形状記憶合金からなるバネ、５…逆止弁、６
…採水口 １２…採水部、１５…ピストン、１７…採水室、１８…
三方切換弁
…採水口 １２…採水部、１５…ピストン、１７…採水室、１８…
三方切換弁
Claims (2)
- 【請求項１】弾性材料で形成されるサンプルバッグと、
該サンプルバッグ内に配設される形状記憶合金からなる
バネと、前記サンプルバッグに逆止弁を介して接続され
る採水口とを備え、前記バネの伸縮により周囲と温度差
のある試料水を吸入可能にすることを特徴とする自動採
水器。 - 【請求項２】採水部と、採水部内に移動自在に嵌合され
るピストンと、該ピストンにより区画形成される採水室
と、該採水室に配設される形状記憶合金からなる第１の
バネと、前記採水室に三方切換弁を介して接続される採
水口およびサンプルバッグと、前記三方切換弁内に配設
される弁体を移動させるための形状記憶合金からなる第
２のバネとを備え、前記第１および第２のバネの伸縮に
より周囲と温度差のある試料水を吸入可能にすることを
特徴とする自動採水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22370893A JPH087116B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 自動採水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22370893A JPH087116B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 自動採水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777484A JPH0777484A (ja) | 1995-03-20 |
| JPH087116B2 true JPH087116B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16802423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22370893A Expired - Fee Related JPH087116B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 自動採水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087116B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7287485B2 (en) * | 2000-03-23 | 2007-10-30 | Petrakis Dennis N | Temperature activated systems |
| CN106769203A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 重庆山楂树科技有限公司 | 易控取样瓶 |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP4597757B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2010-12-15 | 財団法人電力中央研究所 | 熱水採取装置 |
| CN100401051C (zh) * | 2006-04-07 | 2008-07-09 | 浙江大学 | 深海化学传感器原位探测系统 |
| CA2790125C (en) | 2010-02-16 | 2019-04-02 | Gueorgui M. Mihaylov | Device for fluid sampling |
| US9188509B2 (en) | 2011-12-28 | 2015-11-17 | Nextteq Llc | Sampling device |
| CA2858274C (en) * | 2011-12-28 | 2022-08-30 | Nextteq Llc | Sampling device |
| CN103134708A (zh) * | 2013-02-22 | 2013-06-05 | 浙江大学 | 手持式浅海热液气密采样器 |
| CN114516482A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-20 | 上海交通大学 | 一种热敏螺旋弹簧在柔性填充容器中的应用 |
| CN114964906B (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-04 | 中国矿业大学 | 一种用于环境保护的水质监测装置 |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP22370893A patent/JPH087116B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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