采用流场分析提高涡轮流量传感器性能的研究 被引量：18

1

作者 郭素娜 张涛 +1 位作者 孙立军 杨文量 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2473-2478,共6页

以10 mm口径液体涡轮流量传感器为研究对象,经过对传感器内部流场进行分析,提出通过减小靠近叶片顶端的叶片受力面积,提高传感器测量性能的方法。从对特性曲线的分析出发,结合传感器数学模型,提出了一种利用不同流量点的仪表系数平方差... 以10 mm口径液体涡轮流量传感器为研究对象,经过对传感器内部流场进行分析,提出通过减小靠近叶片顶端的叶片受力面积,提高传感器测量性能的方法。从对特性曲线的分析出发,结合传感器数学模型,提出了一种利用不同流量点的仪表系数平方差Δ(K^2)评价传感器性能的方法。在此基础上,结合CFD仿真和传感器样机实验测试,研究了不同叶轮叶片形状参数对传感器性能的影响。实验结果表明:改变叶轮叶片形状能有效提高传感器的测量性能,切角参数为0.25时,传感器性能最优;此方法同样适用于其他口径涡轮流量传感器结构的优化。 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 流场分析 性能评价方法 参数优化

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液体涡轮流量传感器叶轮几何参数定量优化方法 被引量：14

2

作者 孙立军 周兆英 张涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期493-498,共6页

以降低传感器特性受被测液体粘度变化的影响为目的,提出了液体涡轮流量传感器叶轮的多参数定量优化方法。该优化方法以叶片顶端间隙与管道半径之比、轮毂半径与叶片顶端半径之比、叶片均方根平均半径位置的叶片安装角、叶片顶端的叶栅... 以降低传感器特性受被测液体粘度变化的影响为目的,提出了液体涡轮流量传感器叶轮的多参数定量优化方法。该优化方法以叶片顶端间隙与管道半径之比、轮毂半径与叶片顶端半径之比、叶片均方根平均半径位置的叶片安装角、叶片顶端的叶栅实度为传感器叶轮的几何特征参数;传感器用同一仪表系数测量高粘度和低粘度2种液体,以线性度误差最大值为目标函数;以约束条件下n维极值的复形调优法为优化算法。 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 叶轮 几何参数 定量优化方法

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测量小流量的切向式涡轮流量传感器的仿真与实验 被引量：10

3

作者 王振 张涛 徐英 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1048-1053,共6页

为深入研究切向式涡轮流量传感器的工作机理,推导了流体对涡轮叶片的驱动力矩,得出切向式涡轮流量传感器仪表系数的数学表达式.依据湍流模式理论以及计算流体力学,提出涡轮转子Z方向力矩平衡分析法实现对涡轮转速θ的准确预测,进而对切... 为深入研究切向式涡轮流量传感器的工作机理,推导了流体对涡轮叶片的驱动力矩,得出切向式涡轮流量传感器仪表系数的数学表达式.依据湍流模式理论以及计算流体力学,提出涡轮转子Z方向力矩平衡分析法实现对涡轮转速θ的准确预测,进而对切向式涡轮流量传感器三维流场进行了分析,得出仿真仪表系数计算公式.全量程内仿真仪表系数KS与物理实验标定的仪表系数KP的对比表明,模拟计算仪表系数相对误差最大值为7.51%,说明构建的数值模型以及提出的分析方法能够准确反映切向式涡轮流量传感器内部流体的流动特性. 展开更多

关键词 切向式涡轮流量传感器 转子力矩平衡 数值仿真 仪表系数 低流量

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涡轮流量传感器内部流场数值模拟中湍流模型比较 被引量：6

4

作者 王振 张涛 郑丹丹 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1447-1452,共6页

为了能够采用非实流标定方法来准确预测涡轮流量传感器的仪表系数以及获得传感器内部流场流动情况,分别应用S-A、标准k-ε、RNGk-ε、Realizablek-ε以及标准k-ω5种湍流模型,对涡轮流量传感器内部流场进行三维数值模拟,并将应用各湍流... 为了能够采用非实流标定方法来准确预测涡轮流量传感器的仪表系数以及获得传感器内部流场流动情况,分别应用S-A、标准k-ε、RNGk-ε、Realizablek-ε以及标准k-ω5种湍流模型,对涡轮流量传感器内部流场进行三维数值模拟,并将应用各湍流模型得到的仿真仪表系数与实流标定值进行对比和分析.对比结果表明,相比其他4种模型,标准k-ω模型可以更准确地预测涡轮流量传感器的仪表系数,其平均仪表系数与实流标定的仪表系数的相对误差为2.023%.因此,标准k-ω模型更适合应用于涡轮流量传感器内部流场的仿真与仪表系数的预测. 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 湍流模型 流场 仪表系数

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基于CFD仿真的切向涡轮流量传感器结构优化 被引量：9

5

作者 郭素娜 孙立军 +1 位作者 杨振 张涛 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第8期26-28,共3页

为降低切向涡轮流量计的测量下限,以25 mm口径机械式热量表为例,利用计算流体动力学(CFD)仿真软件对传感器内部三维流场进行研究,提出了提高传感器性能的10种结构改进方案,并通过CFD仿真对优化后的传感器性能进行预测,选择出最佳方案。... 为降低切向涡轮流量计的测量下限,以25 mm口径机械式热量表为例,利用计算流体动力学(CFD)仿真软件对传感器内部三维流场进行研究,提出了提高传感器性能的10种结构改进方案,并通过CFD仿真对优化后的传感器性能进行预测,选择出最佳方案。结果表明:结构参数改进后,测量下限由0.07 m3/h降为0.035 m3/h。 展开更多

关键词 切向涡轮流量传感器 计算流体动力学仿真 结构优化

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涡轮流量传感器在旋转来流中的特性研究 被引量：12

6

作者 应启戛 陈光富 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期508-510,共3页

本文对涡轮流量传感器在旋转来流中的特性进行了理论和实验研究。利用涡轮流量传感器的数学模型 ,给出了涡轮转速、仪表常数与来流旋转角之间的理论关系式。计算了来流旋转强度及上游直管段长度变化时 ,仪表常数的变化情况。设计了能获... 本文对涡轮流量传感器在旋转来流中的特性进行了理论和实验研究。利用涡轮流量传感器的数学模型 ,给出了涡轮转速、仪表常数与来流旋转角之间的理论关系式。计算了来流旋转强度及上游直管段长度变化时 ,仪表常数的变化情况。设计了能获得不同来流旋转强度的旋转发生器 ,并获得了大量的实验数据。实验结果与理论计算值在较大的流量范围内甚为吻合。 展开更多

关键词 旋转来流 涡轮流量传感器 仪表常数 特性研究

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涡轮流量传感器测量水平气液两相流的实验研究 被引量：2

7

作者 王振 张涛 +1 位作者 孙立军 何志红 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期120-124,共5页

在气液两相流实验装置上,对3台具有不同导程叶轮的涡轮流量传感器测量水平气液两相泡状流的特性进行了实验研究.发现随着体积含气率的变化,3台传感器的流量特性曲线、仪表系数迁移量、重复性误差均会发生明显变化.具有较小导程叶轮的传... 在气液两相流实验装置上,对3台具有不同导程叶轮的涡轮流量传感器测量水平气液两相泡状流的特性进行了实验研究.发现随着体积含气率的变化,3台传感器的流量特性曲线、仪表系数迁移量、重复性误差均会发生明显变化.具有较小导程叶轮的传感器,其性能优于其它两台传感器.对造成涡轮流量传感器测量特性改变与误差的原因进行了分析讨论,并对体积含气率变化影响涡轮流量传感器特性的物理机理进行了分析. 展开更多

关键词 计量学 气液两相流 泡状流 涡轮流量传感器 误差

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涡轮流量传感器测量气液两相流的数值仿真与实验验证 被引量：2

8

作者 王振 张涛 孙立军 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1303-1308,共6页

以Fluent软件为工具,采用双流体模型,对涡轮流量传感器测量体积含气率低于10%的气液两相泡状流进行了数值仿真.提出了以仪表系数迁移量为评价涡轮流量传感器测量气液两相流性能的方法.通过对传感器内部流场的分析可知:随着入口体积含气... 以Fluent软件为工具,采用双流体模型,对涡轮流量传感器测量体积含气率低于10%的气液两相泡状流进行了数值仿真.提出了以仪表系数迁移量为评价涡轮流量传感器测量气液两相流性能的方法.通过对传感器内部流场的分析可知:随着入口体积含气率的增加,叶片吸力面侧、叶片尾缘附近的气相体积分数明显增加,导致传感器仪表系数迁移量明显增大.以现有传感器与改进传感器的仪表系数迁移量仿真值的对比为判定依据,对现有传感器进行了改进设计.在天津大学自动化学院气液两相流装置上进行了实验,验证了该改进设计的有效性. 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 数值仿真 气液两相流 气相体积分数 仪表系数迁移量

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基于自动代码生成技术的智能涡轮流量传感器 被引量：4

9

作者 吕升 郭迎清 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第9期24-29,共6页

分布式控制已经成为发动机控制的一个重要方向,其中智能传感器的研究具有重要的意义。文中提出了一种基于光纤和DSP硬件,适用于分布式控制的航空发动机智能涡轮流量传感器。设计了相关的硬件电路,提出了一种修正的FFT测频算法,并采用自... 分布式控制已经成为发动机控制的一个重要方向,其中智能传感器的研究具有重要的意义。文中提出了一种基于光纤和DSP硬件,适用于分布式控制的航空发动机智能涡轮流量传感器。设计了相关的硬件电路,提出了一种修正的FFT测频算法,并采用自动代码生成技术完成嵌入式软件开发,实现了高精度的燃油流量测定和CAN通讯等多种功能。与电磁涡轮流量传感器对比实验,证明了该智能传感器在保证测量精度的前提下,拓展了测量范围,提高了量程比,满足发动机的性能需求。 展开更多

关键词 分布式控制 光纤 DSP 智能涡轮流量传感器 FFT 自动代码生成

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涡轮流量传感器油耗测量及流阻特性实验分析 被引量：4

10

作者 尹川 李晓琳 郭政波 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第10期78-83,共6页

发动机油耗测量采用涡轮流量传感器切断油管安装测量,通过液体流动带动叶轮旋转的速度大小反映流体流速。由于某些部位的燃油管路直径小,催动叶轮转动会减小供油压力,影响发动机供油速率,严重时会阻滞发动机油管造成飞行质量事故。该文... 发动机油耗测量采用涡轮流量传感器切断油管安装测量,通过液体流动带动叶轮旋转的速度大小反映流体流速。由于某些部位的燃油管路直径小,催动叶轮转动会减小供油压力,影响发动机供油速率,严重时会阻滞发动机油管造成飞行质量事故。该文首先引入计算双转子燃油流量的关键参数K因子,并结合上下游转子频率和流量之间的关系,得出涡轮流量传感器油耗测量原理及其流阻特性计算方法;再以其研究结果为基础,搭建流阻特性实验测试平台,合理设计不同流量给定值的实验点,并分析燃油管道转接点前后压力值、实际管道压差以及实际流量响应曲线,得到影响流阻系数各因素之间的作用规律,为加装在小口径燃油管路的流量传感器选择提供指导。 展开更多

关键词 发动机油耗 涡轮流量传感器 流阻特性

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磁轴承涡轮流量传感器的探讨 被引量：1

11

作者 孙立军 张涛 赵兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期805-809,863,共6页

对不同结构的磁轴承涡轮流量传感器进行了比较综合,发现采用被动磁轴承结合机械约束,实现传感器内部可动部件叶轮的部分悬浮,是减小轴与轴承之间机械摩擦阻力、降低轴和轴承的磨损,从而提高传感器的灵敏度,增加传感器使用寿命的一条思... 对不同结构的磁轴承涡轮流量传感器进行了比较综合,发现采用被动磁轴承结合机械约束,实现传感器内部可动部件叶轮的部分悬浮,是减小轴与轴承之间机械摩擦阻力、降低轴和轴承的磨损,从而提高传感器的灵敏度,增加传感器使用寿命的一条思路。提出了采用两个轴向磁化的径向磁轴承结合两个球头轴尖支撑的涡轮流量传感器结构,并进行了理论分析和参数计算。对研制磁轴承涡轮流量传感器过程中遇到的问题,进行了初步探讨。 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 被动磁轴承 永久磁铁 磁悬浮

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磁悬浮宽量程涡轮流量传感器的研究 被引量：1

12

作者 姜印平 李智慧 邵磊 《传感技术学报》 CAS CSCD 2003年第4期461-463,共3页

介绍了应用磁悬浮轴承研制的涡轮流量传感器 ,测量管道中的液体和气体流量的方法。较为详细的描述了在设计工况下 ,磁悬浮涡轮的工作状态。揭示了磁悬浮轴承与普通涡轮中使用的轴承之间的区别和特点。结果表明采用这种磁悬浮涡轮对测量... 介绍了应用磁悬浮轴承研制的涡轮流量传感器 ,测量管道中的液体和气体流量的方法。较为详细的描述了在设计工况下 ,磁悬浮涡轮的工作状态。揭示了磁悬浮轴承与普通涡轮中使用的轴承之间的区别和特点。结果表明采用这种磁悬浮涡轮对测量介质进行测量时 ,始动流量大大下降 ,而测量大流量的限度可以提高 。 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 磁悬浮轴承 流量测量 磁悬浮涡轮

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涡轮流量传感器测量水平泡状流数学模型研究 被引量：1

13

作者 王振 张涛 +3 位作者 孙立军 刘方 臧立新 郝松 《计量学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期136-140,共5页

对涡轮流量传感器测量水平泡状流的数学模型进行了研究，提出了水平环形通道内混合流体的虚拟速度剖面指数，分析了混合流体中气泡对叶片的阻力影响，得出虚拟速度剖面指数随体积含气率变化的规律。在气液两相流实验装置上，通过理论计... 对涡轮流量传感器测量水平泡状流的数学模型进行了研究，提出了水平环形通道内混合流体的虚拟速度剖面指数，分析了混合流体中气泡对叶片的阻力影响，得出虚拟速度剖面指数随体积含气率变化的规律。在气液两相流实验装置上，通过理论计算与实验结果的比较，验证了数学模型的有效性。 展开更多

关键词 计量学 涡轮流量传感器 泡状流 虚拟速度剖面

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基于DSP的高精度智能涡轮流量传感器设计 被引量：4

14

作者 王元委 齐娜 +2 位作者 王振廷 吕颖 刘岩 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第2期95-98,共4页

野外特种车辆的制冷管道流量不仅要求测量准确无误,且使用环境恶劣,对流量传感器的性能要求严格。设计一种基于数字信号处理器(DSP)的高精度智能流量传感器,使用涡轮式结构,采用DSP TMS320F2812作为核心处理器,利用高精度测频技术和温... 野外特种车辆的制冷管道流量不仅要求测量准确无误,且使用环境恶劣,对流量传感器的性能要求严格。设计一种基于数字信号处理器(DSP)的高精度智能流量传感器,使用涡轮式结构,采用DSP TMS320F2812作为核心处理器,利用高精度测频技术和温度补偿技术提高测量精度,并将测量结果通过控制器局域网(CAN)总线输出。在测量范围为3～9 m3/h条件下,测试智能涡轮流量传感器的测量误差估计效果,经实验测试结果表明:智能涡轮流量传感器的测量精度较高,测量精度为0. 3%,满足野外特种车辆的使用需求。 展开更多

关键词 智能涡轮流量传感器 流量补偿 数字信号处理器

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小口径液体涡轮流量传感器数学模型的研究 被引量：1

15

作者 郭素娜 郑鑫 +1 位作者 杨子航 刘旭 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第5期34-37,共4页

针对磁阻力矩对小口径涡轮流量传感器性能影响较大,而对其定量计算又相当困难的问题,提出了利用计算流体力学(CFD)仿真获取磁阻力矩及轴与轴承间的摩擦力矩之和(T M)的方法,建立适用于小口径液体涡轮流量传感器的数学模型。利用完善后... 针对磁阻力矩对小口径涡轮流量传感器性能影响较大,而对其定量计算又相当困难的问题,提出了利用计算流体力学(CFD)仿真获取磁阻力矩及轴与轴承间的摩擦力矩之和(T M)的方法,建立适用于小口径液体涡轮流量传感器的数学模型。利用完善后的数学模型对4种不同结构的10 mm口径涡轮流量传感器性能进行预测,并与实验结果进行对比分析。结果表明:利用数学模型预测的特性曲线与实验结果趋势相同,数值相近,平均仪表系数最大误差1.2%,线性度误差相差0.12%。 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 数学模型 CFD 特性曲线 平均仪表系数 线性度误差

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高可靠微结构液体流量传感器设计 被引量：1

16

作者 蔡春丽 简荣坤 李涛 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第12期93-95,100,共4页

针对目前航空领域液体流量测量过程中环境因素影响大,可靠性差,标件测量范围与工程需求差异大等问题,开展涡轮流量测量特性研究。通过微信号处理、单片机处理、磁屏蔽、数据融合、瞬态仿真,设计了一种小体积、高可靠液体涡轮流量传感器... 针对目前航空领域液体流量测量过程中环境因素影响大,可靠性差,标件测量范围与工程需求差异大等问题,开展涡轮流量测量特性研究。通过微信号处理、单片机处理、磁屏蔽、数据融合、瞬态仿真,设计了一种小体积、高可靠液体涡轮流量传感器。实现了小体积、宽量程液体流量的稳定可靠测量。仿真和实测结果表明:设计的传感器体积小、重量轻、重复性好,始动流量低(1.677 L/min),抗电磁干扰能力强,测量精度可达0.91%FS,长时间运行稳定可靠,满足应用工程0~30 L/min测量需求。 展开更多

关键词 涡轮流量传感器 瞬态仿真 仪表系数

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燃油流量高精度计量的研究 被引量：5

17

作者 孙立军 张涛 李刚 《计量学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期235-240,共6页

分析了涡轮流量传感器的工作原理。研究了由于燃油的温度变化引起的传感器本身尺寸变化、燃油密度变化给计量精度带来的影响。在温度、压力可调整的燃油实验装置上对传感器进行了实验研究。发现可以用线性公式来描述质量仪表系数随温度... 分析了涡轮流量传感器的工作原理。研究了由于燃油的温度变化引起的传感器本身尺寸变化、燃油密度变化给计量精度带来的影响。在温度、压力可调整的燃油实验装置上对传感器进行了实验研究。发现可以用线性公式来描述质量仪表系数随温度变化的规律;质量仪表系数的绝对变化量、相对变化量可近似为恒定值。提出了两种温度补偿方法,可分别得到优于0.2%和优于0.25%的质量流量计量精度。 展开更多

关键词 计量学 质量流量 高精度计量 温度补偿 涡轮流量传感器

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水流量检测系统的设计

18

作者 孙慧 《河北农机》 2015年第9期47-48,共2页

随着电子技术的发展,家用供水和工厂大排量用水的检测管理也朝着信息集成化不断发展。本文设计的检测水流量系统,以涡街流量计为传感元件,将流量模拟信号转换为电脉冲,将数字信号送入以单片机为核心的低功耗控制单元,从而实现水流量监... 随着电子技术的发展,家用供水和工厂大排量用水的检测管理也朝着信息集成化不断发展。本文设计的检测水流量系统,以涡街流量计为传感元件,将流量模拟信号转换为电脉冲,将数字信号送入以单片机为核心的低功耗控制单元,从而实现水流量监测。实验结果表明:该系统集成度高、可靠性强、功耗低,适用于普通家庭或者小范围的集体单位。 展开更多

关键词 STC89C52 涡轮流量传感器 控制系统 电脉冲

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内燃机车随车油耗仪的研究 被引量：9

19

作者 张涛 孙立军 +1 位作者 王军 李刚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期152-156,共5页

内燃机车随车油耗仪分别用涡轮流量传感器和数字集成温度传感器DS18B2 0 ,测量柴油机进、回油管道的燃油流量和温度 ,并用智能流量积算仪完成流量测量的修正、耗油量的计算和存储等功能。从提高油耗仪测量精度的角度出发 ,对系统测量精... 内燃机车随车油耗仪分别用涡轮流量传感器和数字集成温度传感器DS18B2 0 ,测量柴油机进、回油管道的燃油流量和温度 ,并用智能流量积算仪完成流量测量的修正、耗油量的计算和存储等功能。从提高油耗仪测量精度的角度出发 ,对系统测量精度进行了分析 ,并重点介绍了提高涡轮流量传感器测量精度的措施。对智能流量积算仪的硬件、软件以及系统的抗振动和抗干扰措施进行了介绍。随车运行结果表明 ,油耗仪的测量精度达到± 1. 5 %。 展开更多

关键词 内燃机车 油耗仪 涡轮流量传感器 智能流量积算仪 DS18B20 集成温度传感器 测量精度 抗干扰措施 燃油流量 回油管道 流量测量 运行结果 柴油机 耗油量 抗振动 系统 硬件 软件

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船用柴油机智能油耗调控仪 被引量：1

20

作者 王先鹏 潘朝峰 《科学技术与工程》 2008年第22期6158-6161,共4页

提出了一种新型船用柴油机节能仪器——智能油耗调控仪。它主要是由涡轮流量传感器,单片机和驱动电机等部分所组成,能在柴油机运行中测量平均耗油量和瞬时耗油量,并能据此向驱动电机发出指令,从而改变供油量和转速。阐述了该系统的工作... 提出了一种新型船用柴油机节能仪器——智能油耗调控仪。它主要是由涡轮流量传感器,单片机和驱动电机等部分所组成,能在柴油机运行中测量平均耗油量和瞬时耗油量,并能据此向驱动电机发出指令,从而改变供油量和转速。阐述了该系统的工作原理,硬件结构及系统的软件设计。 展开更多

关键词 柴油机 油耗调控仪 涡轮流量传感器 单片机

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