KR101674035B1 - 감마선 조사기의 케이블 이송장치 - Google Patents

감마선 조사기의 케이블 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감마선 조사기의 케이블 이송장치에 관한 것으로, 내부에 수공공간이 형성된 하우징(10)과; 상기 하우징(10)의 수용공간에 설치되면서 제1모터(M1)에 의해 회전되어 외주면에 케이블(C)이 권취되는 보빈(20)과; 상기 하우징(10)의 수용공간에 설치된 보빈(20)의 전방에 설치되어 상기 보빈(20)에 권취된 케이블(C)을 상기 하우징(10)의 전방으로 인출시키는 인출구동부(30)와; 상기 제1모터(M1)와 인출구동부(30)의 동작을 제어하는 제어부(40) 및; RF 무선통신에 의해 상기 제어부(40)를 원거리에서 제어하는 원격제어기(50);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 방사선원을 더욱 안전하게 이송할 수 있어 작업자의 방사선 피폭을 대폭 줄일 수 있다.

Description

감마선 조사기의 케이블 이송장치{Cable Transportation Device for Gamma Ray Radiography Equipment}
본 발명은 감마선 조사기의 케이블 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 방사선원을 구비하여 야외 현장 등에서 감마선을 조사함으로써 구조물의 용접부위 등에 결함이 존재하는지 여부를 검사할 수 있도록 하는 감마선 조사기에 있어서 방사선원을 이동시키는 케이블을 원격으로 이송시킬 수 있는 구조로 구성함으로써 작업자의 방사선 피폭량을 줄일 수 있도록 하는 감마선 조사기의 케이블 이송장치에 관한 것이다.
야외 현장 등에서는 X선 검사장치 대신, X선 검사장치보다 소형이며 이송이 간편한 감마선 조사기를 사용하여 배관이나 철제 구조물의 용접부위 등에 결함이 존재하는지 여부를 검사하며, 이러한 감마선 조사기는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 밀봉선원캡슐과 커넥터가 각각 구비된 방사선원을 그 내부에 차폐상태로 보관하는 방사선원보관함(1)과, 방사선원의 커넥터에 연결된 케이블(3A)을 이동시키는 케이블 조립체(3)와, 방사선원보관함(1)에 연결되어 검사위치까지 방사선원의 이동을 안내하는 전송관(2)과, 전송관(2)의 선단에 체결되어 피검체에 감마선을 조사하는 콜리메이터(collimator)로 이루어진다.
상기와 같은 구조로 이루어진 감마선 조사기를 사용할 때에는 먼저, 작업자가 방사선원보관함(1)의 내부에 권취되어 있는 전송관(2)을 인출하여 그 선단에 부착된 콜리메이터를 검사 대상물(피검체)의 설치위치까지 이동시킨 다음, 피검체의 표면에 검사용 필름을 부착한 후, 케이블 조립체(3)의 케이블(3A)을 방사선원보관함(1)에 보관된 방사선원의 커넥터에 연결한 다음, 케이블(3A)과 연결된 원격조작기를 들고 방사선 조사기로부터 멀리 이동하여 원격조작기의 핸들을 조작하면 핸들에 구비된 기어와 맞물리도록 외주면에 치형이 형성된 케이블(3A)이 방사선원보관함(1)을 통과하여 이동되면서 방사선원보관함(1)에 보관되어 있던 방사선원을 전송관(2)을 따라 콜리메이터까지 이송시켜 방사선(감마선)을 조사하게 된다.
상기와 같은 감마선 조사기의 구조와 작업방식으로 인해 작업자가 원격조작기를 들고 방사선원 보관함(1)으로부터 멀리 이동할 때에는 그 내부에 케이블(3A)이 수용된 호스(이하 '케이블 호스'라 한다.)도 함께 이동시켜야 하며, 이때 케이블 호스가 외력이나 장애물 등에 의해 눌리거나 심하게 꼬이지 않도록 극히 주의하여야 할 뿐만 아니라 무거운 케이블(3A)을 들고 이동하여야 하는 불편이 있었다.
특히, 한 지점에서 검사(촬영)가 종료되고 나면 작업자는 다시 원격조작기의 핸들을 조작하여 인출되어 있던 방사선원을 방사선원보관함(1) 내부로 인입시킨 다음, 전송관(2)을 다른 검사 지점으로 이동시킨 후 다시 위 과정을 거쳐 검사를 수행하게 되는데, 따라서 작업자는 길게 펼쳐진 케이블 호스를 다시 감아들고 방사선원보관함(1)을 따라 이동하여야 하고, 또한 다시 케이블호스가 심하게 꼬이거나 외력에 의해 눌리지 않도록 주의를 기울이면서 방사선원보관함(1)으로부터 멀리 이동하여야 하기 때문에 검사를 반복하는 데에 많은 어려움이 있었다.
또한, 바닥에 펼쳐진 케이블호스가 외력이나 장애물의 존재 등에 의해 변형되는 경우에는 케이블이 케이블호스의 내측으로 쉽게 이동할 수 없게 되면서 케이블이 제대로 회수되지 못하게 되며, 이 경우에는 작업자가 방사선원보관함(1)으로 직접 이동하여 수작업에 의해 케이블을 회수하여야 하는데 이때에는 작업자가 차폐되지 않은 상태의 방사선원에 근접하여 노출되기 때문에 방사선 피폭량이 증가하게 된다.
따라서 작업자의 방사선 피폭량을 줄일 수 있는 구조의 감마선 조사기, 특히 감마선 조사기의 케이블 이송장치의 개발이 요구된다.
KR 20-0476377 Y1 KR 10-0584256 B1 KR 20-0389799 Y1 KR 10-0395462 B1 KR 10-1443898 B1
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 방사선 조사기가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사용이 간편하며, 작업자의 방사선 피폭량을 대폭 줄일 수 있는 감마선 조사기의 케이블 이송장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 케이블 이송장치를, 내부에 수공공간이 형성된 하우징과; 하우징의 수용공간에 설치되면서 제1모터에 의해 회전되어 외주면에 케이블이 권취되는 보빈과; 하우징의 수용공간에 설치된 보빈의 전방에 설치되어 보빈에 권취된 케이블을 하우징의 전방으로 인출시키는 인출구동부와; 제1모터와 인출구동부의 동작을 제어하는 제어부 및; RF 무선통신에 의해 제어부를 원거리에서 제어하는 원격제어기;로 구성하는 것에 의해 달성된다.
그리고 본 발명은 인출구동부의 전방에 케이블의 선단을 검출하는 리미트스위치 또는 센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 인출구동부가 케이블을 기준으로 상하에 각각 위치하는 제1, 2구동기어와; 제1구동기어 또는 제2구동기어 중 어느 한 개의 구동기어를 구동시키는 제2모터로 이루어지는 것을 또 다른 특징으로 한다.
더욱이 본 발명은 제2모터의 회전축에 래칫유닛이 구비됨으로써 케이블이 보빈으로부터 인출될 때에는 제2모터와 연결되고, 반대로 인입될 때에는 제2모터와의 연결이 해제되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더하여 본 발명은 보빈과 인출구동부 사이에는 보빈에 케이블이 균일하게 권취되도록 보빈의 폭 방향으로 왕복하여 슬라이딩 동작되는 케이블가이드가 구비되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명은 감사선 조사기에 구비된 방사선원을 이동시키기 위한 케이블을 하우징 내측에 감아 보관하다가 필요시 원격제어기를 이용하여 인출할 수 있기 때문에 그 사용이 간편하며 선원의 조사시간 및 인출거리를 설정할 수 있음에 따라 선원의 인출, 조사 및 선원의 회수를 시퀀스제어에 의해서 자동으로 수행할 수 있다.
그리고 본 발명은 케이블을 바닥에 늘어트려 사용하지 않기 때문에 장애물 등으로 인해 케이블이 변형되거나 손상될 우려가 없으며, 그 결과 수작업에 의해 케이블을 회수하는데 따른 작업자의 방사선 피폭을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 케이블의 선단을 검출하는 리미트스위치가 구비되어 적절한 위치에서 케이블의 감는 동작을 정지시킬 수 있기 때문에 케이블의 선단에 이를 때까지 케이블을 신속하게 감을 수 있다.
이에 더하여 본 발명은 보빈과 인출구동부 사이에 보빈의 폭 방향으로 왕복하면서 슬라이딩 동작되는 케이블가이드가 구비됨으로써 보빈의 외주면에 케이블을 더욱 균일하게 감을 수 있다.
도 1은 종래의 감사선 조사기의 대략적인 구조를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 감마선 조사기의 케이블 이송장치의 대략적인 구조를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 감마선 조사기의 케이블 이송장치의 예를 보인 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 보빈과 인출구동부의 예를 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 케이블가이드의 예를 보인 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 원격제어기의 예를 보인 구성도이다.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 작업자의 방사선 피폭량을 대폭 줄일 수 있으며, 케이블의 이동 과 보관이 간편하고, 케이블이 손상되거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 감마선 조사기의 케이블 이송장치를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 케이블 이송장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10), 보빈(20), 인출구동부(30), 제어부(40) 및 원격제어기(50)를 포함한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 방사선원보관함(1)을 기준으로 전송관(2)이 부착된 방향을 "전방", 하우징(10)이 위치하는 방향을 "후방"이라 지칭한다.
하우징(10)은 함체 형상으로 이루어져 그 내부에는 적정의 수용공간이 형성되며, 이 수용공간에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 그 외주면에 케이블(C)이 권취되는 보빈(20)이 설치되고, 보빈(20)에 권취된 케이블(C)은 하우징(10)의 일측에 형성된 인출구멍(11)을 통해 인입출되도록 구성되며, 이러한 하우징(10)에는 작업자가 하우징(10)을 쉽게 들고 이동할 수 있도록 손잡이(도면부호 없음)가 마련되고, 하우징(10)의 일측에는 후술하는 원격제어기(50)가 장탈착되는 보관부(도면부호 없음)가 구비된다.
그리고 하우징(10)의 수용공간에는 보빈(20)뿐만 아니라 후술하는 인출구동부(30), 제어부(40), 제1, 2모터(M1, M2), 이들 모터에 각각 전원을 공급하는 배터리(도시하지 않음) 등도 위치하며, 이때 배터리에는 상용전원에 의해 충전될 수 있도록 충전 케이블(도시하지 않음)이 구비된다.
하우징(10)의 수용공간에 설치되는 보빈(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 원통 형상의 양 측면에 각각 플랜지가 형성됨으로써 단면의 형상이 전체적으로 "H"자 형상을 이루며, 이들 양 플랜지 사이에 위치하는 원통 형상의 외주면에는 케이블(C)이 권취되는데, 이를 위해 원통 형상의 중심에는 회전축(도면부호 없음)이 설치되고, 이 회전축에는 제1모터(M1)가 연결됨으로써 제1모터(M1)의 회전 동작에 의해 케이블(C)이 보빈(20)에 감기면서 하우징(10)의 내부에 인입되어 보관되며, 이때 제1모터(M1)는 후술하는 제어부(40)에 의해 그 동작이 제어된다.
한편, 보빈(20)의 회전축 일단에는 사각 형상의 홈 또는 돌기가 형성된 다음, 하우징(10)의 일측으로 노출되도록 구성될 수 있는데, 이러한 구조에 의해 배터리가 방전되거나 또는 정전에 의해 제1모터(M1)를 구동하지 못하는 경우에도 렌치 등의 공구를 사각 형상의 홈 또는 돌기에 끼워 보빈(20)을 수동으로 회전 동작시켜 케이블(C)을 보빈(20)에 감을 수 있다.
그리고 하우징(10)의 수용공간에 보빈(20)과 함께 설치되는 인출구동부(30)는 보빈(20)의 전방에 위치하면서 제어부(40)의 제어에 의해 회전 동작되어 보빈(20)에 권취된 케이블(C)을 하우징(10)의 밖으로 인출하는 기능을 하며, 이를 위해 인출구동부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 케이블(C)을 사이에 두고 케이블(C)의 상하에 각각 위치하면서 케이블(C)의 외주면에 케이블(C)의 길이를 따라 나선형으로 형성된 치형과 맞물리도록 치형이 형성된 제1, 2구동기어(31, 32)와, 제1구동기어(31) 또는 제2구동기어(32)의 회전축 중 어느 한 개의 회전축과 연결되어 구동기어를 회전시키는 제2모터(M2)로 이루어지며, 제2모터(M2)의 회전축에는 래칫유닛(33)이 구비된다.
상기와 같이 제2모터(M2)의 회전축에 래칫유닛(33)이 구비됨으로써 케이블(C)이 보빈으로부터 인출될(풀릴) 때에는 케이블(C)이 제2모터(M2)와 연결되는 반면, 반대로 인입(감길)될 때에는 제2모터(M2)와의 연결이 해제되며, 따라서 제어부(40)가 보빈(20)의 외주면에 케이블(C)이 권취되도록 제1모터(M1)를 제어하게 되면 래킷유닛(33)에 의해 제2모터(M2)와 제1, 2구동기어(31, 32)의 연결이 해제되게 되며, 이에 의해 제1, 2구동기어(31, 32)는 겉돌면서 케이블(C)이 보빈(20)에 감기는 동작을 방해하지 않게 된다.
그리고 래칫유닛(33)의 기능과 구조는 이미 잘 알려져 있으므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
한편, 인출구동부(30)에는 제1구동기어(31) 또는 제2구동기어(32)에 의해 인출되는 케이블(C)의 길이를 측정하여 디스플레이 등을 통해 표시할 수 있도록 엔코더가 구비될 수 있는데, 이에 의해 작업자는 후술하는 원격제어기(50)를 사용하여 인출 길이를 확인해가면서 케이블(C)을 인출할 수 있다.
하우징(10)의 수용공간에 설치되는 제어부(40)는 제1, 2모터(M1, M2)의 동작을 각각 제어하는데, 이러한 제어부(40)에는 후술하는 원격제어기(50)와 RF 무선통신할 수 있도록 무선통신모듈(도시하지 않음)이 구비된다.
그리고 하우징(10)의 수용공간에는 인출구동부(30)의 전방 쪽에 설치되어 하우징(10)의 인출구멍(11)을 통해 인입되는 케이블(C)의 선단을 검출할 수 있도록 리미트스위치(S) 또는 센서가 더 구비될 수 있는데, 이러한 구성에 의해 보빈(20)에 케이블(C)을 감아 인출된 케이블(C)을 하우징(10)의 내부로 인입시킬 때 적절한 위치에서 제1모터(M1)의 동작을 정지시킬 수 있게 된다.
하우징(10)에 별도로 마련된 보관부에는 작업자가 원거리에서도 하우징(10)에 설치된 제어부(40)를 제어할 수 있도록 원격제어기(50)가 보관되는데, 이러한 원격제어기(50)에는 도 6에 도시된 바와 같이 제어부(40)와 RF 무선통신하기 위한 무선통신모듈(도시하지 않음), 케이블(C)의 인입출 동작을 제어하기 위한 제어핸들(51), 케이블(C)의 인출 길이를 표시하기 위한 디스플레이(52) 및 복수 개의 조절 스위치(53)가 구비된다.
그리고 원격제어기(50)에는 충전 가능한 배터리가 내장되고, 필요에 따라 작업자가 타이머의 시간을 설정하여 방사선원이 목표 지점까지 이동되고 난 다음, 설정된 시간이 경과하게 되면 자동으로 케이블(C)을 회수하도록 구성된다.
한편, 보빈(20)과 인출구동부(30) 사이에는 보빈(20)의 외주면에 케이블(C)을 더욱 균일하게 감을 수 있도록 보빈(20)의 폭 방향으로 왕복하면서 슬라이딩 동작되는 케이블가이드(60)가 더 구비될 수 있는데, 이러한 케이블가이드(60)는 낚시용 릴(예를 들면, 공개실용신안공보 제1998-020153호) 등에서 이미 널리 사용되고 있는 것으로서, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 케이블가이드(60)에 보빈(20)의 폭 방향을 따라 설치되는 회전축(도시하지 않음)이 관통 설치되고, 이 회전축에는 제1기어(도시하지 않음)가 구비되며, 이 제1기어와 맞물리면서 제1, 2구동기어(31, 32) 또는 보빈(20)의 회전 동작과 연동되는 제2기어(도면부호 없음)가 설치되는 구조로 이루어지고, 이때 케이블가이드(60)는 회전축의 회전 동작에 의해 일정 거리를 왕복하여 슬라이딩 되도록 캠과 같은 구조로 연결되며, 이러한 구조에 의해 제1, 2구동기어(31, 32) 또는 보빈(20)이 회전 동작되면 제2기어에 의해 제1기어가 회전 동작되면서 회전축이 회전 동작되고, 이로 인해 케이블가이드(60)가 회전축을 따라서 캠과 같이 일정한 구간을 왕복하여 이동하면서 보빈(20)의 외주면 상에서 케이블(C)이 감기는 위치가 계속 바뀌게 되고, 이로 인해 보빈(20)에 케이블(C)이 균일하게 감기게 된다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 방사선 조사기용 케이블 이송장치를 사용할 때에는 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 방사선원보관함(1)의 전송관(2)을 인출하여 그 선단에 부착된 콜리메이터를 피검체의 설치위치까지 이동시킨 다음, 방사선원보관함(1)에 보관된 커넥터의 위치에 맞추어 하우징(10)을 위치시킨 후, 하우징(10)의 인출구멍(11)을 통해 인출되어 있는 케이블(C)을 커넥터에 연결한 다음, 하우징(10)에 보관된 원격제어기(50)를 들고 작업자가 방사선원보관함(1)으로부터 멀리 이동한 상태에서 원격제어기(50)를 이용하여 인출구동부(30)의 동작을 제어하면 케이블(C)이 하우징(10)의 인출구멍(11)을 통해 인출되면서 방사선원보관함(1)을 통과하여 이동되면서 방사선원보관함(1)에 보관되어 있던 방사선원이 피검체 위치까지 정확하게 이송된다.
상기와 같은 과정에 의해 방사선원이 피검체 위치까지 이송되고 되면 방사선원으로부터 방사선을 조사하여 피검체를 검사한 다음, 원격제어기(50)를 이용하여 제1모터(M1)를 동작시키면 케이블(C)을 다시 보빈(20)에 감아 회수하며, 이 과정에서 리미트스위치(S) 또는 센서가 케이블(C)의 선단을 검출하게 되면 제어부(40)의 제어에 의해 제1모터(M1)의 동작이 정지되면서 케이블(C)의 인입(권취) 작업이 종료된다.
위에서는 케이블(C)의 외주면을 따라 나선 형상의 치형이 형성되고, 인출구동부(30)는 제1, 2구동기어(31, 32)에 의해 치형이 맞물리면서 케이블(C)이 제1, 2구동기어(31, 32)의 회전 동작에 의해 인출되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 당업자가 더욱 용이하게 실시하기 위해 케이블(C)의 외주면에 나선 형상의 치형이 형성하지 않고, 제1, 2 구동기어(31, 32)를 대신하여 한 쌍의 롤러가 설치되면서 이들 롤러에 의해 케이블(C)의 외주면이 밀착되어 롤러의 회전 동작에 의해 케이블(C)이 인출되는 구조로 변경될 수도 있고, 이러한 경우에는 케이블(C)의 외주면에 마찰력을 담보하기 위한 돌기 등이 반복 형성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 감사선 조사기에 구비된 방사선원을 이동시키기 위한 케이블을 하우징 내측에 감아 보관하다가 필요시 원격제어기를 이용하여 인출할 수 있기 때문에 그 사용이 간편하고, 또한 케이블이 바닥에 놓이지 않기 때문에 장애물 등으로 인해 케이블이 변형되거나 손상될 우려가 없으며, 그 결과 수작업에 의해 케이블을 회수하는데 따른 작업자의 방사선 피폭을 방지할 수 있다.
1: 방사선원보관함 2: 전송관
3: 케이블 조립체 3A: 케이블
10: 하우징 11: 인출구멍
20: 보빈 30: 인출구동부
31: 제1구동기어 32: 제2구동기어
33: 래칫유닛 40: 제어부
50: 원격제어기 51: 제어핸들
52: 디스플레이 52: 스위치
60: 케이블가이드 C: 케이블

Claims (5)

  1. 감마선 조사기에 구비되어 케이블(C)을 이용하여 방사선원을 피검체가 위치하는 곳까지 이동시키는 감마선 조사기의 케이블 이송장치에 있어서,
    상기 케이블 이송장치는, 내부에 수공공간이 형성된 하우징(10)과;
    상기 하우징(10)의 수용공간에 설치되면서 제1모터(M1)에 의해 회전되어 외주면에 케이블(C)이 권취되는 보빈(20)과;
    상기 하우징(10)의 수용공간에 설치된 보빈(20)의 전방에 설치되어 상기 보빈(20)에 권취된 케이블(C)을 상기 하우징(10)의 전방으로 인출시키는 인출구동부(30)와;
    상기 제1모터(M1)와 인출구동부(30)의 동작을 제어하는 제어부(40) 및;
    RF 무선통신에 의해 상기 제어부(40)를 원거리에서 제어하는 원격제어기(50);로 이루어지고,
    상기 케이블(C)의 외주면에는 상기 케이블(C)의 길이를 따라 나선형의 치형이 형성되며,
    상기 인출구동부(30)에는 상기 케이블(C)의 상하에 각각 위치되면서 상기 케이블(C)에 형성된 나선형의 치형에 맞물리는 제1, 2구동기어(31, 32)가 구비되고,
    상기 제1구동기어(31) 또는 제2구동기어(32) 중 어느 한 개의 구동기어에 는 제2모터(M2)가 연결되며,
    상기 하우징(10)에는 상기 원격제어기(50)가 장탈착되는 보관부가 구비되고, 상기 하우징(10)의 수용공간에는 상기 제1, 2모터(M1, M2)에 각각 전원을 공급하는 배터리가 구비되며,
    상기 보빈(20)의 회전축 일단에는 사각 형상의 홈 또는 돌기가 상기 하우징(10)의 일측에 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 감마선 조사기의 케이블 이송장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인출구동부(30)의 전방에는 상기 케이블(C)의 선단을 검출하는 리미트스위치(S) 또는 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 감마선 조사기의 케이블 이송장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2모터(M2)의 회전축에는 래칫유닛(33)이 구비됨으로써 상기 케이블(C)이 보빈으로부터 인출될 때에는 상기 제2모터(M2)와 연결되고, 반대로 인입될 때에는 상기 제2모터(M2)와의 연결이 해제되는 것을 특징으로 하는 감마선 조사기의 케이블 이송장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보빈(20)과 인출구동부(30) 사이에는 상기 보빈(20)에 케이블(C)이 균일하게 권취되도록 상기 보빈(20)의 폭 방향으로 왕복하여 슬라이딩 동작되는 케이블가이드(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 감마선 조사기의 케이블 이송장치.
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