KR102570508B1 - 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제1잔류염소농도를 상시 실시간 측정하는 고정형 무시약식 잔류염소 측정기(110), 동일 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제2잔류염소농도를 주기적으로 또는 이벤트 발생시에 측정하는 휴대용 시약식 잔류염소 측정기(120), 및 제1잔류염소농도와 제2잔류염소농도 사이의 차이를 비교분석하고, 5% 이상의 측정오차가 발생하면 제2잔류염소농도를 기준으로 무시약식 잔류염소 측정기(110)의 측정오차를 교정하는 교정부(130)를 포함하여서, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고 시약비용을 절감하도록 하는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치를 개시한다.
Description
본 발명은 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고 시약비용을 절감하도록 하며, 무시약식 잔류염소 측정기의 전극표면에 생길 수 있는 오염을 최소화하면서 수돗물 샘플의 외부인자의 영향을 최소화하여 보다 정확한 잔류염소농도를 측정하도록 할 수 있는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 염소는 수중에 있는 병원성 세균 등의 미생물을 사멸시키는 화학물질로서 정수처리, 하수처리, 선박평형수처리 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다.
한편, 수중의 염소는 페놀 또는 다른 유기물과 반응하여 역한 냄새를 유발하고, 발암물질인 트리할로메탄(THM: Trihalomethane)과 같은 염소유기화합물을 형성하기도 하고, 강한 산화력으로 인한 관련장치 및 공급관로의 부식을 초래하여, 목적에 맞도록 적정 농도의 잔류염소를 유지하는 것은 매우 중요하고, 잔류염소농도에 대한 지속적인 측정과 모니터링과 유지관리가 필요하다.
특히 안전한 수돗물을 제공하기 위해 염소주입과정부터 수용가까지 잔류염소농도를 일정하게 유지할 필요가 있어, 종래에는 정수장에서 관리자가 잔류염소농도를 측정하는 계측장비가 설치된 장소로 이동하여 매일 수회 이상 확인하곤 한다.
하지만, 이와 같은 계측장비의 지속적인 사용으로 인해 센서 성능이 저하되어 잔류염소농도 측정의 정확도가 낮아지기도 하고, 실시간으로 수질확인이 불가능한 문제점이 있다.
또한, 적시에 계측장비가 유지관리되지 않거나, 급격한 잔류염소농도 변화가 발생할 수 있는 계절적 요인 또는 환경적 요인에 신속하게 대처하지 못하면 적수사태 또는 유충사고 등의 심각한 문제를 유발하기도 한다.
이에, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고, 수돗물 샘플의 외부인자의 영향을 최소화하여 보다 정확한 잔류염소농도를 측정하도록 할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고 시약비용을 절감하도록 하며, 무시약식 잔류염소 측정기의 전극표면에 생길 수 있는 오염을 최소화하면서 수돗물 샘플의 외부인자의 영향을 최소화하여 보다 정확한 잔류염소농도를 측정하도록 할 수 있는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제1잔류염소농도를 상시 실시간 측정하는 고정형 무시약식 잔류염소 측정기; 동일 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제2잔류염소농도를 주기적으로 또는 이벤트 발생시에 측정하는 휴대용 시약식 잔류염소 측정기; 및 상기 제1잔류염소농도와 상기 제2잔류염소농도 사이의 차이를 비교분석하고, 5% 이상의 측정오차가 발생하면 상기 제2잔류염소농도를 기준으로 상기 무시약식 잔류염소 측정기의 측정오차를 교정하는 교정부;를 포함하는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치를 제공한다.
여기서, 상기 무시약식 잔류염소 측정기는, 상기 공급관로부터 유입된 수돗물 샘플을 수용하는 탱크와, 상기 탱크의 내부공간에 상호 이격되어 인입되고 전압이 인가되는 감지 전극 및 대향 전극과, 상기 감지 전극과 상기 대향 전극 사이에 전압을 인가하여 도통하는 전류량에 따라 제1잔류염소농도를 측정하는 전기 화학식 센서와, 상기 감지 전극과 상기 대향 전극의 각 상단에 연동하여 회전하도록 형성된 한 쌍의 기어와, 상기 감지 전극의 하단 외주면을 감싸 전극표면 오염을 방지하는 세라믹 비드와, 상기 기어로 회전구동력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 시약식 잔류염소 측정기는 수돗물 샘플에 투입된 시약의 발색 정도에 따라 제2잔류염소농도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 시약식 잔류염소 측정기는 가뭄기간, 환절기, 강우시, 강설시 또는 장마시의 이벤트 발생시에 수돗물의 제2잔류염소농도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 무시약식 잔류염소 측정기는 수용가로 연결되는 재염소 설비 및 다수의 자동드레인 설비 후단에 각각 설치될 수 있다.
또한, 상기 무시약식 잔류염소 측정기는 재염소 설비 및 상기 자동드레인 설비에 각각 설치되어 누수감지, 및 수온과 전기전도도와 탁도와 pH와 유기물농도와 무기물농도와 생물학적 산소요구량과 화학적 산소요구량과 중금속 함유량의 수질측정을 수행하는 기능을 탑재하고, 재염소 설비 및 상기 자동드레인 설비에서 상기 무시약식 잔류염소 측정기에 의해 각각 측정된 제1잔류염소농도와 누수와 수질을 실시간 원격모니터링하고, 두 지점 사이의 상기 제1잔류염소농도 사이에 3% 이상의 측정오차가 발생하면 누수 및 수질을 분석하여 GIS정보를 기반으로 상기 공급관로 상의 원인제공지점을 특정하고, 상기 무시약식 잔류염소 측정기의 오류여부를 감지하는 원격모니터링서버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격모니터링서버는, 특정된 상기 원인제공지점과 연관된 상기 무시약식 잔류염소 측정기를 상기 시약식 잔류염소 측정기에 의해 비정기적으로 교정하도록 관리자 단말기로 교정요청정보를 전송할 수 있다.
또한, 상기 원격모니터링서버는, 상기 교정부에 의해 3%를 초과하는 측정오차가 비교분석되면 해당 상기 무시약식 잔류염소 측정기를 관심대상으로 특정하여 허용 잔류염소농도를 유지하는지 지속적으로 모니터링할 수 있다.
또한, 상기 교정부는 상기 제1잔류염소농도와 상기 제2잔류염소농도와 측정오차를 디스플레이를 통해 각각 표시하고, 상기 측정오차가 5%이상이면 비프음 또는 발광색상 또는 점멸로 경고정보를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고 시약비용을 절감하도록 하며, 무시약식 잔류염소 측정기의 전극표면에 생길 수 있는 오염을 최소화하면서 수돗물 샘플의 외부인자의 영향을 최소화하여 보다 정확한 잔류염소농도를 측정하도록 할 수 있고, 잔류염소농도가 급격히 변화할 가능성이 있는 이벤트 발생시에 신속하게 대처가능하도록 하고, 전체 공급관로로부터 오류원인 또는 측정오차 발생원을 파악해야 하는 불편함을 해소하여 잔류염소 유지관리 및 수질관리를 보다 효율적으로 수행하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치를 구현한 것이다.
도 3은 도 2의 무시약식 잔류염소 측정기를 예시한 것이다.
도 4는 도 2의 시약식 잔류염소 측정기를 예시한 것이다.
도 2는 도 1의 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치를 구현한 것이다.
도 3은 도 2의 무시약식 잔류염소 측정기를 예시한 것이다.
도 4는 도 2의 시약식 잔류염소 측정기를 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 실시예에 의한 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치는, 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제1잔류염소농도를 상시 실시간 측정하는 고정형 무시약식 잔류염소 측정기(110), 동일 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제2잔류염소농도를 주기적으로 또는 이벤트 발생시에 측정하는 휴대용 시약식 잔류염소 측정기(120), 및 제1잔류염소농도와 제2잔류염소농도 사이의 차이를 비교분석하고, 5% 이상의 측정오차가 발생하면 제2잔류염소농도를 기준으로 무시약식 잔류염소 측정기(110)의 측정오차를 교정하는 교정부(130)를 포함하여서, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고 시약비용을 절감하도록 하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 전술한 구성의 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 무시약식 잔류염소 측정기(110)는 정수장(A)으로부터 수용가(B)로 이어지는 공급관로 주요지점에 고정형으로 설치되어 수돗물의 제1잔류염소농도를 상시 실시간 측정한다.
여기서, 무시약식 잔류염소 측정기(110)는 수용가(B)로 연결되는 재염소 설비(C) 및 다수의 자동드레인 설비(D) 후단에 각각 고정형으로 설치되어 유리잔류염소(free residual chlorine)와 결합잔류염소(combined available residual chlorine)의 잔류염소농도를 상시 실시간으로 측정하여 교정부(113)로 전송한다.
구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 무시약식 잔류염소 측정기(110)는, 공급관로부터 유입된 수돗물 샘플을 수용하는 탱크(111)와, 탱크(111)의 내부공간에 상호 이격되어 인입되고 전압이 인가되는 감지 전극(112) 및 대향 전극(113)과, 감지 전극(112)과 대향 전극(113) 사이에 전압을 인가하여 도통하는 전류량에 따라 제1잔류염소농도를 측정하는 전기 화학식 센서(미도시)와, 감지 전극(112)과 대향 전극(113)의 각 상단에 연동하여 회전하도록 형성된 한 쌍의 기어(114)와, 감지 전극(112)의 하단 외주면을 감싸 전극표면 오염을 방지하는 세라믹 비드(ceramic bead)(115)와, 기어(114)로 회전구동력을 제공하는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
이에, 감지 전극(112) 및 대향 전극(113)은 금 또는 은 소재로 이루어지며, 금 소재로 이루어진 감지 전극(112)은 지속적으로 회전하여 50㎛ 전후 크기의 세라믹 비드(115)와 접촉하면서 전극표면에 생길 수 있는 오염을 최소화하면서 수돗물 샘플의 기포와 pH와 유량 등의 외부인자의 영향을 최소화하여 보다 정확한 제1잔류염소농도를 측정하도록 할 수 있다.
한편, 세라믹 비드(115)는 수돗물 샘플에 함유된 이물질로 인한 탱크(111) 내벽의 부착 오염을 방지하도록 자유롭게 유동하도록 추가 구성될 수도 있다.
다음, 시약식 잔류염소 측정기(120)는 무시약식 잔류염소 측정기(110)가 설치된 동일 공급관로 주요지점에 휴대용으로 설치되어 수돗물의 제2잔류염소농도를 주기적으로 또는 이벤트 발생시 마다 측정한다.
즉, 시약식 잔류염소 측정기(120)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수돗물 샘플에 투입된 시약의 발색 정도에 따라 제2잔류염소농도를 측정하되, 관리자가 시약병(121)과 센서(122)를 휴대하여 이동가능하도록 구성되어 일정 주기별로, 또는 잔류염소농도가 급격히 변화할 가능성이 있는 가뭄기간과 환절기와 강우시와 강설시와 장마시의 이벤트 발생시에 해당 측정지점으로 이동하여 수돗물의 제2잔류염소농도를 간편하게 측정할 수 있다.
이에, 시약식 잔류염소 측정기(120)는 서브 계측 장비로서 지속적인 잔류염소농도 측정에 따른 시약 사용을 최소화하여 시약비용을 절감하고, 메인 계측 장비인 무시약식 잔류염소 측정기(110)를 보완하도록 하여서, 비교측정을 통해 시약식 잔류염소 측정기(120)에 의한 잔류염소농도 측정 정확도의 신뢰성을 확보하고 측정오차 발생시에 교정기준으로 활용하도록 한다.
다음, 교정부(130)는 무시약식 잔류염소 측정기(110)에 의한 제1잔류염소농도와 시약식 잔류염소 측정기(120)에 의한 제2잔류염소농도 사이의 차이를 비교분석하고, 5% 이상의 측정오차가 발생하면 제2잔류염소농도를 기준으로 무시약식 잔류염소 측정기(110)의 측정오차를 교정하는 비교측정 및 셀프교정 기능을 제공하여서, 높은 정확도로 잔류염소를 실시간 측정하도록 하고 무시약식 잔류염소 측정기(110)의 센서의 성능저하를 방지할 수 있다.
또한, 교정부(130)는 제1잔류염소농도와 제2잔류염소농도와 측정오차를 디스플레이(131)를 통해 각각 표시하고, 측정오차가 5%이상이면 비프음 또는 발광색상 또는 점멸로 경고정보를 관리자에 인지시키거나 원격모니터링서버(140)로 전송하여 제공할 수 있다.
한편, 무시약식 잔류염소 측정기(110)는 재염소 설비(C) 및 자동드레인 설비(D)에 각각 설치되어 누수감지, 및 수온과 전기전도도와 탁도와 pH와 유기물농도와 무기물농도와 세균농도와 생물학적 산소요구량과 화학적 산소요구량과 중금속 함유량의 수질측정을 수행하는 기능을 탑재할 수도 있다.
또한, 도 1을 참고하면, 원격모니터링서버(140)는 재염소 설비(C) 및 자동드레인 설비(D)에서 무시약식 잔류염소 측정기(110)에 의해 각각 측정된 제1잔류염소농도와 누수와 수질을 실시간 원격모니터링하고, 두 지점(E1,E2) 사이의 제1잔류염소농도 사이에 3% 이상의 측정오차가 발생하면 누수 및 수질을 분석하여 GIS정보를 기반으로 공급관로 상의 원인제공지점을 특정하도록 하고, 무시약식 잔류염소 측정기(110)의 오류여부를 감지하도록 할 수 있다.
즉, 원격모니터링서버(140)는 두 지점(E1,E2) 사이의 제1잔류염소농도 사이에 3% 이상의 시간차 또는 거리차에 따른 측정오차가 발생하면, 두 지점(E1,E2) 중 어느 한 지점에 설치된 무시약식 잔류염소 측정기(110)에 오류가 발생되거나 설치된 지점 근처에 측정오차 발생원이 있는 것으로 인식하여 특정된 원인제공지점으로 신속하게 이동하여 오류원인 또는 측정오차 발생원에 신속하게 대처하도록 할 수도 있다. 이에, 관리자가 전체 공급관로로부터 오류원인 또는 측정오차 발생원을 파악해야 하는 불편함을 해소하여 잔류염소 유지관리 및 수질관리를 보다 효율적으로 수행하도록 할 수 있다.
한편, 원격모니터링서버(140)는, 앞서 특정된 원인제공지점과 연관된 무시약식 잔류염소 측정기(110)를 시약식 잔류염소 측정기(120)에 의해 비정기적으로 교정하도록 관리자 단말기(150)로 교정요청정보를 전송하여서, 시약식 잔류염소 측정기(120)에 의한 제2잔류염소농도를 기준으로 무시약식 잔류염소 측정기(110)를 신속하게 교정하도록 할 수도 있다.
또한, 원격모니터링서버(140)는, 교정부(130)에 의해 5%를 초과하지는 않지만 3%를 초과하는 제1잔류염소농도와 제2잔류염소농도 사이의 측정오차가 비교분석되면, 해당 무시약식 잔류염소 측정기(110)를 관심대상으로 특정하여 허용 잔류염소농도를 유지하는지를 지속적으로 모니터링하여서, 급격한 잔류염소농도 변화 가능성이 있는 이벤트 발생시에 신속히 대처가능하도록 할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치에 의해서, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비하여 잔류염소농도를 지속적으로 측정하고 시약비용을 절감하도록 하며, 무시약식 잔류염소 측정기의 전극표면에 생길 수 있는 오염을 최소화하면서 수돗물 샘플의 외부인자의 영향을 최소화하여 보다 정확한 잔류염소농도를 측정하도록 할 수 있고, 잔류염소농도가 급격히 변화할 가능성이 있는 이벤트 발생시에 신속하게 대처가능하도록 하고, 전체 공급관로로부터 오류원인 또는 측정오차 발생원을 파악해야하는 불편함을 해소하여 잔류염소 유지관리 및 수질관리를 보다 효율적으로 수행하도록 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 무시약식 잔류염소 측정기 111 : 탱크
112 : 감지 전극 113 : 대향 전극
114 : 기어 115 : 세라믹 비드
120 : 시약식 잔류염소 측정기 121 : 시약병
122 : 센서 130 : 교정부
131 : 디스플레이 140 : 원격모니터링서버
150 : 관리자 단말기 A : 정수장
B : 수용가 C : 배수지
D : 자동드레인 설비
112 : 감지 전극 113 : 대향 전극
114 : 기어 115 : 세라믹 비드
120 : 시약식 잔류염소 측정기 121 : 시약병
122 : 센서 130 : 교정부
131 : 디스플레이 140 : 원격모니터링서버
150 : 관리자 단말기 A : 정수장
B : 수용가 C : 배수지
D : 자동드레인 설비
Claims (9)
- 정수장으로부터 수용가로 이어지는 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제1잔류염소농도를 상시 실시간 측정하는 고정형 무시약식 잔류염소 측정기;
동일 공급관로 주요지점에 설치되어 수돗물의 제2잔류염소농도를 주기적으로 또는 이벤트 발생시에 측정하는 휴대용 시약식 잔류염소 측정기; 및
상기 제1잔류염소농도와 상기 제2잔류염소농도 사이의 차이를 비교분석하고, 5% 이상의 측정오차가 발생하면 상기 제2잔류염소농도를 기준으로 상기 무시약식 잔류염소 측정기의 측정오차를 교정하는 교정부;를 포함하며,
상기 무시약식 잔류염소 측정기는, 상기 공급관로부터 유입된 수돗물 샘플을 수용하는 탱크와, 상기 탱크의 내부공간에 상호 이격되어 인입되고 전압이 인가되는 감지 전극 및 대향 전극과, 상기 감지 전극과 상기 대향 전극 사이에 전압을 인가하여 도통하는 전류량에 따라 제1잔류염소농도를 측정하는 전기 화학식 센서와, 상기 감지 전극과 상기 대향 전극의 각 상단에 연동하여 회전하도록 형성된 한 쌍의 기어와, 상기 감지 전극의 하단 외주면을 감싸 전극표면 오염을 방지하는 세라믹 비드와, 상기 기어로 회전구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
상기 세라믹 비드는 수돗물 샘플에 함유된 이물질로 인한 상기 탱크의 내벽의 부착 오염을 방지하도록 자유롭게 유동하도록 추가 구성되며,
상기 시약식 잔류염소 측정기는 수돗물 샘플에 투입된 시약의 발색 정도에 따라 제2잔류염소농도를 측정하고,
상기 시약식 잔류염소 측정기는 가뭄기간, 환절기, 강우시, 강설시 또는 장마시의 이벤트 발생시에 수돗물의 제2잔류염소농도를 측정하고,
상기 무시약식 잔류염소 측정기는 수용가로 연결되는 재염소 설비 및 다수의 자동드레인 설비 후단에 각각 고정형으로 설치되어 유리잔류염소와 결합잔류염소의 잔류염소농도를 상시 실시간으로 측정하여 상기 교정부로 전송하는,
비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치.
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- 제1항에 있어서,
상기 무시약식 잔류염소 측정기는 재염소 설비 및 상기 자동드레인 설비에 각각 설치되어 누수감지, 및 수온과 전기전도도와 탁도와 pH와 유기물농도와 무기물농도와 생물학적 산소요구량과 화학적 산소요구량과 중금속 함유량의 수질측정을 수행하는 기능을 탑재하고,
재염소 설비 및 상기 자동드레인 설비에서 상기 무시약식 잔류염소 측정기에 의해 각각 측정된 제1잔류염소농도와 누수와 수질을 실시간 원격모니터링하고, 두 지점 사이의 상기 제1잔류염소농도 사이에 3% 이상의 측정오차가 발생하면 누수 및 수질을 분석하여 GIS정보를 기반으로 상기 공급관로 상의 원인제공지점을 특정하고, 상기 무시약식 잔류염소 측정기의 오류여부를 감지하는 원격모니터링서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치.
- 제6항에 있어서,
상기 원격모니터링서버는, 특정된 상기 원인제공지점과 연관된 상기 무시약식 잔류염소 측정기를 상기 시약식 잔류염소 측정기에 의해 비정기적으로 교정하도록 관리자 단말기로 교정요청정보를 전송하는 것을 특징으로 하는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치.
- 제6항에 있어서,
상기 원격모니터링서버는, 상기 교정부에 의해 3%를 초과하는 측정오차가 비교분석되면 해당 상기 무시약식 잔류염소 측정기를 관심대상으로 특정하여 허용 잔류염소농도를 유지하는지 지속적으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 교정부는 상기 제1잔류염소농도와 상기 제2잔류염소농도와 측정오차를 디스플레이를 통해 각각 표시하고, 상기 측정오차가 5%이상이면 비프음 또는 발광색상 또는 점멸로 경고정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 비교측정 및 셀프교정 기능을 구비한 잔류염소 측정장치.
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