KR200304784Y1 - 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템 - Google Patents

연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템 Download PDF

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KR200304784Y1
KR200304784Y1 KR20-2002-0033171U KR20020033171U KR200304784Y1 KR 200304784 Y1 KR200304784 Y1 KR 200304784Y1 KR 20020033171 U KR20020033171 U KR 20020033171U KR 200304784 Y1 KR200304784 Y1 KR 200304784Y1
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Abstract

본 고안은 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템에 관한 것으로서, 연돌(10)을 통해 배출되는 배출가스의 기본측정 항목인 산소농도, 분진, 유량, 온도를 자동으로 측정하여 각 센서들(110,120,130,140)의 출력값을 RS485 통신규격에 따라 동일 라인인 멀티포인트 버스(100)를 통해 입력받아 통합적으로 일괄 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션할 수 있도록 함으로써 환경측정장치의 제작 경비 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치공간을 축소 및 원격지에서 연돌의 감시를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템{INTEGRATED SYSTEM FOR AUTOMATICALLY MEASURING THE GAS DISCHARGED THROUGH A CHIMNEY}
본 고안은 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연돌을 통해 배출되는 배출가스의 기본측정 항목인 산소농도, 분진, 유량, 온도를 자동으로 측정하여 각 센서의 출력값을 RS485 통신규격에 따라 동일 라인을 통해 입력받아 통합적으로 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션할 수 있도록 한 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템에 관한 것이다.
사업장내의 환경오염발생원인 연돌의 상태를 정확하고 신속하게 측정, 분석할 수 있도록 연돌의 배출구에 설치, 운영되는 연돌 배출가스 측정 시스템은 원격지에서 자동측정망(TeleMetering System)으로 연결하여 각 측정대상인 연돌에서의 배출상태 및 오염도 등을 상시 감시하고 있다.
또한, 이러한 오염상황을 신속히 파악하기 위하여 사업장내에 자체 관리용 환경오염관제 시스템을 설치하여 연돌에서 방출되는 환경오염원 데이터를 효율적이고 체계적으로 종합관리하여 신속한 원인분석 및 대책을 수립, 공정개선의 기초자료로 활용하여 연돌의 환경오염에 대한 저감정책을 수립하고, 환경오염방지 업무에 기여하고 있다.
도 1은 일반적인 연돌 배출가스 자동측정 시스템을 나타낸 구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 연돌(10) 배출가스의 산소농도를 측정하기 위한 산소센서(20)와, 산소센서(20)로부터 고유신호를 입력받아 증폭변형하여 검출값을 분석하는 산소측정장치(25)와, 연돌(10) 배출가스의 분진농도를 측정하기 위한 분진센서(30)와, 분진센서(30)로부터 고유신호를 입력받아 증폭변형하여 검출값을 분석하는 분진측정장치(35)와, 연돌(10) 배출가스의 유량을 측정하기 위한 유량센서(40)와, 유량센서(40)로부터 고유신호를 입력받아 증폭변형하여 검출값을 분석하는 유량측정장치(45)와, 연돌(10) 배출가스의 온도를 측정하기 위한 온도센서(50)와, 온도센서(50)로부터 고유신호를 입력받아 증폭변형하여 검출값을 분석하는 온도측정장치(55)와, 산소측정장치(25)와 분진측정장치(35)와 유량측정장치(45)와 온도측정장치(55)의 출력값을 통합하여 모뎀(70)을 통해 원격지로 전송하기 위한 데이터로거(60)를 포함하여 이루어진다.
위와 같이 이루어져 연돌(10) 배출가스에서 측정하고자 하는 산소농도, 분진, 유량, 온도를 각각의 산소센서(20)와 분진센서(30)와 유량센서(40)와 온도센서(50)를 통해 측정한 후 이 값을 각각의 고유신호로 산소센서(20)는 산소측정장치(25)로 출력하고, 분진센서(30)는 분진측정장치(35)로 출력하고, 유량센서(40)는 유량측정장치(45)로 출력하고, 온도센서(50)는 온도측정장치(55)로 출력하게 되면 각각의 산소측정장치(25)에서는 산소의 농도값을 출력하고, 분진측정장치(35)에서는 분진의 양을 출력하고, 유량측정장치(45)에서는 배출가스 유량을 출력하고, 온도측정장치(55)에서는 배출가스의 온도를 측정하여 출력하면 이 값들은 데이터로거(60)를 통해 취합되어 모뎀(70)을 통해 원격지의 감지센터(80) 등으로 보내져 사업장내의 연돌(10) 배출가스의 배출상태 및 오염도 등을 상시 감시하게 된다.
그러나, 위와 같이 측정하고자 하는 산소농도, 분진, 유량, 온도를 측정하기 위한 각각의 측정장치(25,35,45,55)를 통해 산소센서(20)와 분진센서(30)와 유량센서(40)와 온도센서(50)에서 아날로그의 고유신호로 전송되기 때문에 노이즈의 영향 및 신호의 저감으로 인해 각각의 측정장치를 설치할 수 있는 범위가 최대 100∼200m 이내로 한정되는 문제점이 있다.
또한, 각각의 산소센서(20), 분진센서(30), 유량센서(40), 온도센서(50)를 통해 입력된 측정신호를 분석처리하기 위해 각각의 측정장치(25,35,45,55)가 필요하기 때문에 각각의 개별구조 및 내부 신호전달체계 등을 파악하기 어렵고 기기별 전문성을 요구되어 환경측정장치의 설치 및 유지관리시 경제적, 시간적 비용이 많이 소모되는 문제점이 있다.
그리고, 연돌 배출가스에서 측정하고자 하는 산소농도, 분진량, 유량, 온도등을 각각 다른 측정장치를 통해 측정하기 때문에 전체적인 연계성 있는 종합 분석이 어려운 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 고안의 목적은 RS485 통신 규격을 만족하는 인터페이스를 갖는 산소센서, 분진센서, 유량센서, 온도센서를 연돌에 각각 설치하고 동일 라인을 통해 각각의 측정값을 통합제어부에서 입력받아 연돌 배출가스의 배출상태 및 오염도를 통합적으로 측정 분석 관리할 수 있도록 한 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 연돌 배출가스 자동측정 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 고안에 의한 실시예로서 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 고안에 의한 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템의 센서들과 통합제어부와의 연결 구조를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 고안에 의한 다른 실시예로서 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템을 나타낸 구성도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 연돌 60 : 데이터로거
70 : 모뎀 80 : 감시센터
90 : 통합제어부 100 : 멀티포인트 버스
110 : 산소센서 120 : 분진센서
130 : 유량센서 140 : 온도센서
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은 각각 RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 각각 연돌 배출가스의 산소량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 산소센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 분진량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 분진센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 배출속도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 유량센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 온도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 온도센서 중 적어도 두개 이상으로 구성된 감지부와; RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 RS485 통신 규격의 인터페이스를 통해 입력받은 상기 감지부의 출력값을 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션하고 데이터로거로 출력하는 통합제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 고안은 연돌에 설치된 산소센서, 분진센서, 유량센서, 온도센서 중 적어도 두개 이상으로 이루어진 감지부로부터 측정된 값을 RS485 통신 규격으로 입력받아 통합적으로 산소농도, 분진량, 유량, 온도 등을 측정, 분석, 출력하고, 데이터로거로 출력하여 원격지의 감지센터에서 상시적으로 연돌 배출가스의 배출상태를 감시할 수 있도록 한다.
또한, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 산소량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 산소센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 분진량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 분진센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 배출속도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 유량센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 온도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 온도센서 중 적어도 두개 이상으로 구성된 감지부와; RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 RS485 통신 규격의 인터페이스를 통해 입력받은 상기 감지부의 출력값을 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션하고 모뎀과 연결하여 원격지로 전송하도록 하기 위한 통합제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 고안은 연돌에 설치된 산소센서, 분진센서, 유량센서, 온도센서 중 적어도 두개 이상으로 구성된 감지부로부터 측정된 값을 RS485 통신 규격으로 입력받아 통합적으로 산소농도, 분진량, 유량, 온도 등을 측정, 분석, 출력하고, 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진의 크기와 속도를 이용하여 분진 시뮬레이션하고 모뎀으로 출력하여 원격지의 감지센터에서 상시적으로 연돌 배출가스의 배출상태를 감시할 수 있도록 한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한본 실시예는 본 고안의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 2는 본 고안에 의한 실시예로서 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템을 나타낸 구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 산소량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 산소센서(110)와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 분진량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 분진센서(120)와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 배출속도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 유량센서(130)와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 온도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 온도센서(140)와, 산소센서(110)와 분진센서(120)와 유량센서(130)와 온도센서(140)의 값을 RS485 통신 규격의 인터페이스를 통해 입력받아 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션하고 데이터로거(60)로 출력하는 통합제어부(90)로 이루어진다.
그리고, 데이터로거(60)와 모뎀(70)이 서로 연결되어 모뎀(70)을 통해 원격지의 감시센터(80)에서 연돌(10) 배출가스의 상태를 감시할 수 있도록 데이터를 전송하게 된다.
도 3은 본 고안에 의한 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템의 센서들과 통합제어부와의 연결 구조를 나타낸 구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 산소센서(110)에는 산소농도를 측정하기 위한 산소센서보드(112)와, 측정값을 출력하기 위한 RS485 통신 규격을 만족하는 제 1인터페이스부(114)가 설치되어 있고, 분진센서(120)에는 분진량을 측정하기 위한 광투과용 RX보드(122)와 TX보드(124)간에 서로 RS232로 연결되어 있고, 측정값을 출력하기 위한 RS485 통신 규격을 만족하는 제 2인터페이스부(126)가 설치되어 있다. 그리고, 유량센서(130)에는 유량을 측정하기 위한 유량센서보드(132)와, 측정값을 출력하기 위한 RS485 통신 규격을 만족하는 제 3인터페이스부(134)가 설치되어 있고, 온도센서(140)에는 온도를 측정하기 위한 온도센서보드(142)와, 측정값을 출력하기 위한 RS485 통신 규격을 만족하는 제 4인터페이스부(144)가 설치되어 있다.
또한, 통합제어부(90)에는 각 센서(110,120,130,140)로부터 측정된 측정값을 입력받기 위해 RS485 통신 규격을 만족하는 제 5인터페이스부(92)가 설치되고, 제 5인터페이스부(92)를 통해 입력된 각 센서의 측정값을 분석하고 처리하기 위한 분석처리부(94)와, 분석처리부(94)의 결과를 출력하고 제어하기위한 입력신호를 받아들이는 입출력부(96)를 포함하여 이루어진다.
이때 분석처리부(94)에서는 전자 광학적으로는 안정적이나 프로세스 조건에 따라 데이터가 부정확한 부분에 대해 분석한 데이터와 측정한 데이터를 비교분석하여 교정할 지점을 선정한 후 센서로 전송하여 센서에서 교정할 위치마다 복수의 교정선을 적용하여 데이터를 보정하는 기능을 갖는다.
그리고, 분진센서(120)에서 출력되는 신호를 디지털로 변환하여 분진의 크기와 속도를 이용하여 움직이는 물체만을 분진으로 인식하는 기술을 이용한 분진 시뮬레이션 기능을 갖는다.
위와 같이 이루어진 제 1내지 제 5인터페이스부(114,126,134,144,92) 간에는 멀티포인트 버스(100)에 의해서 서로 연결된다. 즉, 제 1인터페이스부(114)의 TRXD1+과, 제 2인터페이스부(126)의 TRXD2+와, 제 3인터페이스부(134)의 TRXD3+와, 제 4인터페이스부(144)의 TRXD4+와, 제 5인터페이스부(92)의 TRXD5+가 서로 같은 라인으로 연결되고, 제 1인터페이스부(114)의 TRXD1-와, 제 2인터페이스부(126)의 TRXD2-와, 제 3인터페이스부(134)의 TRXD3-와, 제 4인터페이스부(144)의 TRXD4-와, 제 5인터페이스부(92)의 TRXD5-가 서로 같은 라인으로 연결된다.
따라서, 비동기식 반이중 전송방식으로 멀티포인트 버스(100)에 접속 또는 단락의 출력 개폐를 제어하면서 동일 라인인 멀티포인트 버스(100)를 통해 공통으로 데이터를 주고받게 된다.
이와 같은 RS485 통신 규격은 동일 라인인 멀티포인트 버스(100)에 접속할 수 있는 노드는 각 노드마다 어드레스를 지정하여 총 32개까지 접속가능하고, 전송 유효거리는 1Km로써 원거리까지도 측정 데이터를 신호의 저감없이 전송할 수 있어 센서들(110,120,130,140)과 통합제어부(90)와의 설치거리를 넓은 범위까지 확보할 수 있다.
위와 같이 이루어진 본 고안은 연돌(10)에 설치된 산소센서(110), 분진센서(120), 유량센서(130), 온도센서(140)로부터 측정된 값을 동일 라인을 통해 RS485 통신 규격으로 입력받아 통합적으로 산소농도, 분진량, 유량, 온도를 측정, 분석, 출력하고, 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진의 크기와 속도를 이용하여 분진 시뮬레이션 기능을 수행하고 데이터로거(60)로 출력하면 모뎀(70)을 통해 원격지의 감지센터(80)에서 상시적으로 연돌(10) 배출가스의 배출상태를 감시할 수 있도록 한다.
도 4는 본 고안에 의한 다른 실시예로서 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템을 나타낸 구성도이다.
여기에 도시된 다른 실시예는 본 고안에 의한 연돌(10) 배출가스 자동측정 통합 시스템에서 직접 모뎀(70)과 연결하여 원격지의 감시센터(80)와 통신하여 연돌(10)의 오염도를 감시할 수 있도록 한 것으로서, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 산소량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 산소센서(110)와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 분진량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 분진센서(120)와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 배출속도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 유량센서(130)와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌(10) 배출가스의 온도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 온도센서(140)와, 산소센서(110)와 분진센서(120)와 유량센서(130)와 온도센서(140)의 값을 RS485 통신 규격의 인터페이스를 통해 입력받아 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진의 크기와 속도를 이용하여 분진 시뮬레이션하고 모뎀(70)과 연결하여 원격지의 감시센터(80)로 전송하도록 하기 위한 통합제어부(90)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
위와 같이 본 실시예에서는 도 1에 도시된 종래 기술에서의 문제점인 산소측정장치(25), 분진측정장치(35), 유량측정장치(45), 온도측정장치(55)로부터 출력되는 데이터를 모뎀(70)을 통해 원격지의 감시센터(80)로 전송하기 위해 데이터를 취합하여 변환하는 데이터로거(60)가 필요하였지만 본 고안에 의할 경우 통합으로 산소센서(110), 분진센서(120), 유량센서(130), 온도센서(140)로부터 출력되는 데이터를 RS485 통신 규격으로 입력받아 통합제어부(90)에서 일괄적으로 통합관리하기 때문에 데이터로거(60)없이 통합제어부(90)에서 측정하고 분석된 데이터를 출력하도록 하며, 직접 모뎀(70)과 연결하여 데이터를 변환하고 출력함으로써 원격지의 감지센터(80)에서 상시적으로 연돌(10) 배출가스의 배출상태를 감시할 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이 본 고안은 RS485 통신 규격을 만족하는 인터페이스부를 연돌 배출가스 측정을 위한 센서에 설치하고 동일 라인으로 연결된 통합제어부에서 일괄적으로 산소, 분진, 유량, 온도를 통합관리하고 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션할 수 있는 이점이 있다.
또한, 중복된 측정장치를 제거하고 하나의 통합 시스템을 통해 연돌 배출가스의 산소농도, 분진량, 유량, 온도를 측정함으로써 환경측정장치의 제작 경비 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치공간을 축소시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고, RS485 통신 규격을 사용하여 센서와 통합제어부를 연결함으로써RS485 통신 규격이 지원하는 최대 전송 유효거리인 1Km까지 설치범위를 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 설치비용이 저감되는 이점이 있다.
한편, 다수개의 측정장치를 사용하지 않고 통합으로 운영함으로써 데이터를 취합하여 변환할 필요없이 직접 원격지의 감시센터와 데이터 전송을 할 수 있음으로써 부가적인 장비의 사용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 산소량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 산소센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 분진량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 분진센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 배출속도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 유량센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 온도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 온도센서 중 적어도 두개 이상으로 구성된 감지부와;
    RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 RS485 통신 규격의 인터페이스를 통해 입력받은 상기 감지부의 출력값을 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션하고 데이터로거로 출력하는 통합제어부;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템.
  2. RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 산소량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 산소센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 분진량을 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 분진센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 배출속도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 유량센서와, RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 연돌 배출가스의 온도를 측정하여 측정값을 RS485 통신 규격으로 출력하는 온도센서 중 적어도 두개 이상으로 구성된 감지부와;
    RS485 통신 규격의 인터페이스를 갖으며 RS485 통신 규격의 인터페이스를 통해 입력받은 상기 감지부의 출력값을 분석처리하며 결과값을 표시하거나 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션하고 모뎀과 연결하여 원격지로 전송하도록 하기 위한 통합제어부;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 통합제어부는
    상기 감지부로부터 출력되는 신호를 입력받기 위해 RS485 통신 규격을 만족하는 인터페이스부와,
    상기 인터페이스부를 통해 입력된 감지부의 측정값을 분석하고 처리하고 분석결과에 따라 데이터를 보정하며 분진 시뮬레이션하기 위한 분석처리부와,
    상기 분석처리부의 결과를 출력하고 제어하기위한 입력신호를 받아들이는 입출력부
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연돌 배출가스 자동측정 통합 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108414025A (zh) * 2018-05-04 2018-08-17 昆明理工大学 一种基于LoRa的工业废气排放监控装置

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