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文檔簡介

光源基礎(chǔ)知識本次培訓(xùn)主要議題:HID燈泡的分類HID燈泡結(jié)構(gòu)與組成及零件功能HID燈泡標準與參數(shù)常見光源主要有:白熾燈

普通白熾燈,鹵鎢燈。低氣壓放電燈低氣壓汞燈:直管熒光燈,節(jié)能燈,紫外線燈,無極燈,冷陰極熒光燈。低壓鈉燈。霓虹燈。LED:發(fā)光二極管HID燈高強度氣體放電燈(HID)主要有:高壓汞燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈

超高壓汞燈,高壓氙燈,高壓汞氙燈………。一,HID燈泡類別與區(qū)分:高壓汞燈類別:高壓汞燈自鎮(zhèn)流高壓汞燈紫外線高壓汞燈高壓汞燈自鎮(zhèn)流高壓汞燈高壓汞燈:以汞蒸汽作為發(fā)光物質(zhì),電弧管內(nèi)填充40乇左右氬氣和定量汞,利用氬-汞形成潘寧效應(yīng)來降低啟動電壓。自鎮(zhèn)流高壓汞燈:用燈絲代替鎮(zhèn)流器,所以使用方便;顯色指數(shù)提高;色溫下降;但光效下降40%以上;燈泡壽命下降50%左右。高壓汞燈:404.7,435.8,546.1,578nm

四條汞的

特征譜線。自鎮(zhèn)流高壓汞燈:四條汞的

特征譜線+燈絲光譜,增加了紅光成分燈絲光譜熒光粉作用:一般涂敷發(fā)紅光的熒光粉,將發(fā)出的紫外線轉(zhuǎn)換為紅色可見光,提高光通和顯色指數(shù),降低色溫。備注:1大氣壓=760mmHg=760乇=1000mbar=101325Pa=0.1MPa高壓汞燈類別:按外泡殼涂敷分類:清光,涂粉。按燈頭分類:E40,E39;E27,E26。按功率分類。按電源電壓分類:特別是自鎮(zhèn)流汞燈,不同電源電壓需要不同燈絲,甚至結(jié)構(gòu)都需要變化。高壓汞燈類別:按泡殼分類E型ED型BT型R型(反射型)E70E75ED90ED120BT90BT120BT180R135R180高壓鈉燈類別:LU鈉燈符合北美標準的高壓鈉燈NG鈉燈符合IEC或國標的高壓鈉燈高壓鈉燈是以鈉為主要發(fā)光物質(zhì)的HID燈,電弧管內(nèi)還充有汞和氙氣(或氖氬混合氣或氪氣)。汞主要作用是調(diào)整電參數(shù)。氙氣是啟動氣體。隨著氙氣壓力提高,鈉燈光效提高,但啟動困難,所以高光效需要輔助啟動線來保證啟動。鈉蒸汽會腐蝕玻璃,所以采用多晶氧化鋁陶瓷管(簡稱PCA)作電弧管泡殼。

鈉的特征譜線:589.0nm589.6nmAR111:35W,70W舞臺及影視光源的光通量與初始光通量的比率。植物生長用金鹵燈T型電弧管泡殼:35W,70W,150W時的燃點時間。光通維持率和殘存率,國標規(guī)定了光通量和壽命。按燈頭分類:E40,E39;但光效下降40%以上;1)光效更高;普通白熾燈,鹵鎢燈。5)理論上壽命更長,光衰更小。高光效鈉燈的電弧管有輔助啟動線鋁陶瓷管代替石英管作為電弧管泡殼材料。高壓鈉燈類別:標準鈉燈

光效:80~120LM/W,Ra=20中顯色鈉燈

光效:標準鈉燈的70%,Ra≥60高顯色鈉燈

光效:標準鈉燈的50%,Ra≥85高壓鈉燈類別:按光效分類高光效鈉燈標準鈉燈高光效鈉燈的電弧管有輔助啟動線標準鈉燈的電弧管沒有輔助啟動線高光效鈉燈:充氙氣壓力25~30乇提高到250~360乇后:光效提高10%以上;流明維持率提高;壽命延長;啟動困難一些。高壓鈉燈類別:按結(jié)構(gòu)分類雙管鈉燈普通鈉燈雙端鈉燈雙管鈉燈:壽命提高80%光通下降3%熱啟動性能提高高壓鈉燈類別(按啟動方式分類):普通鈉燈內(nèi)觸發(fā)鈉燈內(nèi)觸發(fā)鈉燈:主要用于改造原高壓汞燈照明場合,采用汞燈鎮(zhèn)流器。節(jié)約能耗。也有叫汞燈替換型高壓鈉燈。普通鈉燈內(nèi)觸發(fā)鈉燈高壓鈉燈類別(按泡殼分類):E型ED型ED18T型BT型E25T38T46T65R型(反射型)R135R180高壓鈉燈類別(按用途分類):

普通照明用高壓鈉燈

植物生長用高壓鈉燈(或稱農(nóng)用高壓鈉燈)植物用燈特殊參數(shù)光源種類功率

(W)光效

(Lm/W)生長輻射效率

(%)par值

(Mw/Lm)R/B比PPF效率uMol/Lx金鹵燈一般40010019.52.90.561.320.0132高顯色白光型4009523.73.51.21.550.0163高壓鈉燈高光效36014028.72.54.461.470.0126高光效66015228.72.54.461.90.0126高光效94015728.72.54.461.980.01261)數(shù)據(jù)來源日本巖崎2)對光源PPF值計算可以近似用光通量代替照度進行計算3)Par:光合成有效輻射能量;PPF:光合作用有效光子能量。高壓鈉燈類別:

按泡殼涂粉分類:清光,涂粉(漫反射用)。按燈頭分類:E39,E40;E26,E27。按額定功率分類。金屬鹵化物燈類別:石英金鹵燈:

鈧鈉系列;稀土系列;鈉鉈銦系列;彩鹵燈系列。陶瓷金鹵燈。石英金鹵燈是在高壓汞燈的基礎(chǔ)上,添加金屬鹵化物而制成。由于所添加的金屬鹵化物的金屬元素電離電位和激發(fā)電位都低于汞原子,所以發(fā)光光譜主要以金屬鹵化物中的金屬為主。鈧鈉系列鈧:390.8,472,508,567;鈉:589,589.6;汞的4條特征譜線稀土系列密集的線光譜,近似連續(xù)光鈉鉈銦系列銦-藍光;鉈-綠光;鈉-黃光陶瓷金鹵燈是在石英金鹵燈的基礎(chǔ)上,用氧化鋁陶瓷管代替石英管作為電弧管泡殼材料。陶瓷金鹵燈優(yōu)點主要有:

1)光效更高。

2)顯色指數(shù)更高。

3)色溫一致性更好。

4)壽命期間色偏移更小。

5)理論上壽命更長,光衰更小。石英金鹵燈類別:觸發(fā)啟動(俗稱歐規(guī))脈沖啟動。輔助電極啟動(俗稱美規(guī))石英金鹵燈類別:觸發(fā)啟動(俗稱歐規(guī))脈沖啟動輔助電極啟動(俗稱美規(guī))750v觸發(fā)器鎮(zhèn)流器補償電容啟動電阻啟動電阻超前頂峰式鎮(zhèn)流器雙金屬短路開關(guān)常規(guī)觸發(fā)器補償電容鎮(zhèn)流器補償電容鎮(zhèn)流器

觸發(fā)器石英金鹵燈類別:脈沖金鹵燈優(yōu)點:電弧管泡殼形狀與電弧形狀接近,所以泡殼溫度分布更合理:

1)光效更高;

2)色溫一致性更好。由于電弧管充氣壓力較高(120乇以上):

3)光衰更小。注意:

UPS暫時只提供4K色溫;

石英金鹵燈類別(按泡殼分類):ED型T型BT型TO型Par型G12泡殼雙端T型泡殼石英金鹵燈類別:按照燈頭分類G12R7SEX39E39E40E26E27物而制成。1)光效更高;G12單端:70W,100W,150W舞臺及影視光源電離電位和激發(fā)電位都低于汞原子,所以相關(guān)色溫是粗糙的,是一條線,有無數(shù)的點。鈉蒸汽會腐蝕玻璃,所以采用多晶氧化鋁壽命:方面散熱,另一方面氣體循環(huán),使電弧管放電腔各部位溫度更加均勻。一,HID燈泡類別與區(qū)分:高壓汞燈的汞工作與不飽和狀態(tài)(完全蒸發(fā))。發(fā)光光譜主要以金屬鹵化物中的金屬為主。顯色指數(shù):被照物體原有顏色在光源下還原顏色的程度。啟動電壓。T型電弧管泡殼:35W,70W,150W石英金鹵燈類別(按色溫):

3K(WDL):黃白光

4K(NDL):自然白光

5K(DL):白光

6K:帶輕微青色或藍色的白光

10 k,20K等等。

石英金鹵燈類別:按使用場合分類商照金鹵燈:G12單端:70W,100W,150W色溫:3K,4K,5K,6KR7S雙端:70W,100W,150W色溫:3K,4K,5K,6KPar30:70W色溫:3K,4K,5K金屬鹵化物燈類別:按使用場合分類普通照明用金鹵燈:防爆金鹵燈普通ED金鹵燈普通T金鹵燈HQI金鹵燈HPI金鹵燈金屬鹵化物燈類別:按使用場合分類特殊照明用金鹵燈:水族館照明舞臺及影視光源

植物生長用金鹵燈漁業(yè)用燈紫外線金鹵燈(光刻,印刷,污水處理,殺菌等等)陶瓷金鹵燈類別(按電弧管泡殼):T型電弧管泡殼:35W,70W,150W色溫:3K,4K圓柱型電弧管泡殼(仿飛):70W,150W色溫:3K,4K陶瓷金鹵燈類別(按用途):商照用G12單端:35W,70W,150W色溫:3K,4KR7S雙端:35W,70W,150W色溫:3K,4KPar燈:Par20:35WPar30:35W,70W色溫:3K,4KG8.5單端:35W,70W,150W色溫:3K,4KAR111:35W,70W色溫:3K,4K陶瓷金鹵燈類別(按用途):普通照明

35w~400w陶瓷電弧管,外泡殼采用T型,ED型等玻殼。植物生長用金鹵燈商照陶瓷金鹵燈結(jié)構(gòu)(G12):大峰值。均勻,而且不受環(huán)境溫度影響。光通維持率和殘存率,國標規(guī)定了光通量和壽命。燈未啟動時,主輔電極不通電。V2---燈泡管壓(或燈泡工作電壓);陶瓷金鹵燈類別(按用途):商照用3)色溫一致性更好。國內(nèi):GB/T1325910 k,20K等等。3)ANSI標準對應(yīng)每規(guī)格有一個標準號:如H37:250W。V2---燈泡管壓(或燈泡工作電壓);6K:帶輕微青色或藍色的白光

二,HID燈結(jié)構(gòu)及零件組成自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈結(jié)構(gòu):

燈芯涂粉泡殼燈頭=+++燈泡氬填充氣+燈頭泥+焊錫備注:燈泡氬-氬和氮混合氣。熒光高壓汞燈結(jié)構(gòu):

燈芯涂粉泡殼燈頭=+++高純氮填充氣+燈頭泥+焊錫泡殼結(jié)構(gòu):

涂粉泡殼=+熒光粉泡殼+活性劑芯柱支架支架固定消氣劑帶燈絲固定擋粉板=+燈絲汞燈無汞燈無+紅磷吸氣劑燈芯電弧管++電阻內(nèi)膽固定燈芯結(jié)構(gòu):

芯柱:和泡殼融封;密封元件;導(dǎo)電通道。支架:支撐電弧管;導(dǎo)電通道。消氣劑帶:非蒸散吸氣。長期吸氣。八角或鞍架:燈絲支撐和固定燈絲:電阻鎮(zhèn)流;發(fā)光。紅磷:蒸散吸氣。短時間有效。燈芯電弧管:發(fā)光元件電阻:限制輔助極啟動電流,防止燒毀輔助極。元件功能:

不銹鋼片:固定電弧管汞燈電弧管結(jié)構(gòu):=石英管石英排氣管+++汞氬氣單電極組件雙電極組件汞燈電弧管電極組件結(jié)構(gòu):

=++++鉭粒電極組件有電子粉的電極輔助電極大小鉬片單雙鉬鉤電弧管元件功能:石英管:密封成放電腔汞:發(fā)光物質(zhì);形成放電;和氬形成潘寧氣體控制管壓。氬氣:啟動氣體;抑制電極蒸發(fā)。電極:發(fā)射電子;形成放電。輔助電極:輔助啟動;降低啟動電壓。鉬片:密封元件;導(dǎo)電通道。鉬鉤:導(dǎo)電通道汞燈電弧管尺寸名稱:=++玻殼燈芯燈頭+燈頭泥+焊錫高壓鈉燈結(jié)構(gòu):

+真空高壓鈉燈燈芯結(jié)構(gòu):

=+電弧管+++芯柱燈芯支架消氣劑環(huán)支撐或連接件備注:也有不用消氣劑環(huán)的,但工藝要求提高。燈芯元件功能:

電弧管:放電及發(fā)光元件芯柱:密封元件;導(dǎo)電通道。支架:支撐;導(dǎo)電通道。消氣劑環(huán):蒸散出鋇膜;長期吸氣。支撐或連接件:支撐電弧管;連接導(dǎo)電通道。高壓鈉燈電弧管結(jié)構(gòu):

=+電弧管+++氧化鋁陶瓷管鈉汞齊氙氣或氖氬混合氣或氪氣電極組件焊料環(huán)電弧管元件功能:

氧化鋁陶瓷管:與鈮管密封成放電腔。鈉汞齊:鈉是發(fā)光物質(zhì);汞調(diào)整電參數(shù)。氙氣或氖氬混合氣或氪氣:啟動氣體;抑制電極蒸發(fā),減少發(fā)黑。啟動特殊要求:氬氖混合氣。光效高:氙氣。成本低:氪氣(不推薦)。焊料環(huán):熔化后密封陶瓷管和鈮管鈮管:密封元件;導(dǎo)電通道電極:發(fā)射電子;形成放電。高壓鈉燈電弧管尺寸名稱:

高壓鈉燈和高壓汞燈的差異:高壓汞燈的汞工作與不飽和狀態(tài)(完全蒸發(fā))。高壓鈉燈的鈉和汞工作于飽和狀態(tài)(不完全蒸發(fā))。所以:高壓鈉燈外玻殼一般抽真空,使電弧管各部位溫度不均勻,而且不受環(huán)境溫度影響。高壓汞燈外泡殼充氮氣(自鎮(zhèn)流充燈泡氬),氮氣一方面散熱,另一方面氣體循環(huán),使電弧管放電腔各部位溫度更加均勻。

普通照明金屬鹵化物燈結(jié)構(gòu):

燈芯泡殼燈頭=++高純氮填充氣或真空或氮氖混合氣+燈頭泥+焊錫+=++芯柱消氣劑片電弧管固定固定圈支架飛絲(通導(dǎo)電)裝架零件電弧管燈芯金屬鹵化物燈燈芯結(jié)構(gòu):

金屬鹵化物燈芯結(jié)構(gòu):

燈芯=++芯柱消氣劑片電弧管固定連接片雙金屬開關(guān)固定圈電阻支架裝架零件電弧管飛絲(通導(dǎo)電)防爆金屬鹵化物燈芯結(jié)構(gòu):

=++芯柱消氣劑片固定帶連接片雙金屬開關(guān)固定圈電阻支架飛絲裝架零件電弧管燈芯防爆石英管擋鉤彈簧片燈芯元件功能:

芯柱:和泡殼融封;密封元件;導(dǎo)電通道。支架:支撐電弧管;導(dǎo)電通道。消氣劑片:非蒸散吸氣。長期吸氣。六角:支撐和固定整個燈芯飛絲:導(dǎo)電通道雙金屬開關(guān):燈未啟動時,主輔電極不通電。燈啟動后短路主輔電極。防止電解發(fā)生。電弧管:發(fā)光元件電阻:限制輔助極啟動電流,防止燒毀輔助極。不銹鋼片:固定電弧管=電弧管+氧化鋁粉或氧化鋯粉已排氣電弧管普通照明金屬鹵化物燈電弧管結(jié)構(gòu):

金屬鹵化物燈電弧管結(jié)構(gòu):

=電弧管石英管(或吹制泡殼)石英排氣管+主電極組件金屬鹵化物汞+Kr85混合氣或氖氬混合氣輔助電極組件++觸發(fā)啟動的金鹵燈一般不用輔助電極電弧管元件功能:

石英管(或吹制泡殼)金屬鹵化物:發(fā)光物質(zhì)。Kr85混合氣或氖氬混合氣:啟動氣體;抑制電極蒸發(fā)。石英管:密封成放電腔汞:形成放電;控制管壓。和氬形成潘寧氣體電極:發(fā)射電子;形成放電。輔助電極:輔助啟動;降低啟動電壓。鉬片:密封元件;導(dǎo)電通道。鉬桿:導(dǎo)電通道金屬鹵化物燈電弧管尺寸名稱:

燈芯石英泡殼G12燈頭=+++商照金鹵燈結(jié)構(gòu):

+燈頭泥高純氮填充氣燈芯=+++高純氮填充氣雙端

R7S瓷頭導(dǎo)頭石英管+燈頭泥燈芯G12:

商照金鹵燈燈芯結(jié)構(gòu)(G12)

陶瓷管消氣劑片及連接片鉬鉤=+++鉭粒+++鉬片連接片鉬支架電弧管燈芯濾紫外石英泡殼G12燈頭=+++燈頭泥商照陶瓷金鹵燈結(jié)構(gòu)(G12):

+真空消氣劑片鉬鉤=+++鉭粒商照陶瓷金鹵燈芯結(jié)構(gòu)(G12):

++鉬片鈮主支架電弧管鈮下支架=+陶瓷金鹵燈電弧管結(jié)構(gòu):

氧化鋁陶瓷泡殼陶瓷金鹵燈電極組件+金屬鹵化物+水銀+焊料環(huán)+Kr85混合氣總結(jié):一,HID成品燈泡都有:外泡殼,燈芯和燈頭。二,燈芯主要由裝架零件,電弧管和密封用元件組成。裝架零件主要功能是通電和支撐電弧管。裝架零件一般還有吸收雜質(zhì)氣體用的消氣環(huán),消氣帶和消氣片等等。密封元件主要是芯柱和鉬片。三,根據(jù)需要,外泡殼中還會充入適量的惰性氣體或保持真空。根據(jù)需要,外泡殼會涂有熒光粉或漫反射粉層??偨Y(jié):電弧管都有:電極組件,泡殼,工作物質(zhì)和惰性氣體。電極組件主要由電極,密封元件和外導(dǎo)線組成(有時外導(dǎo)線和密封元件采用同一元件)。電弧管泡殼主要用石英或氧化鋁陶瓷制成。工作物質(zhì):高壓汞燈是汞;金屬鹵化物燈是金屬鹵化物+汞;高壓鈉燈是鈉+汞。常用惰性氣體:氬;氙;氪;氬+氪85;氬+氖混合氣。主要作用:用于啟動和降低電極濺射。三,HID燈泡參數(shù)與標準介紹

HID燈泡參數(shù):一,尺寸參數(shù):

尺寸參數(shù)主要有:整燈長度;光中心高度;最大泡殼直徑;燈頭型號;電弧長度(極距);同軸度:燈頭軸線與泡殼軸線的夾角,又稱歪頭度。HID燈泡電參數(shù):

V1---電源電壓;A1---電源電流

V2---燈泡管壓(或燈泡工作電壓);A2---燈泡工作電流V2*A2*功率因數(shù)=燈泡功率W1;V1*A1=系統(tǒng)功率W2W1/W2=能效自鎮(zhèn)流無鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器,基本不用補償電容,A1=A2;V1=V2。部分金鹵燈和內(nèi)觸發(fā)鈉燈不用觸發(fā)器。HID燈泡電參數(shù):

金鹵燈:Vmin---最小電壓:燈剛啟動幾秒,燈電壓下降到最小時電壓值Vp(或Vrs)---再啟動尖峰電壓:在燈啟動階段,由于電弧管內(nèi)化學(xué)作用而出現(xiàn)的寬度小于50ns的電壓尖峰。Vr---再啟動電壓(或再啟動峰值電壓):在燈穩(wěn)定工作時,燈電壓最大峰值。HID燈泡電參數(shù):啟動電壓:采用規(guī)定的配套電器和線路,在規(guī)定的試驗條件下,在規(guī)定時間內(nèi),燈應(yīng)啟動時的電源電壓。具體啟動電壓數(shù)值請參考相關(guān)標準。熄滅電壓:采用規(guī)定的配套電器和線路,在規(guī)定的試驗條件下,在0.5S內(nèi)將電源電壓調(diào)整到90%,燈泡應(yīng)不熄滅,并能維持燃點5S以上。HID燈泡光參數(shù):光通量:光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量,單位是Lm。初始光通:燈在規(guī)定條件下燃點100小時后,所測得的光通量值。光效:在規(guī)定條件下,燈發(fā)出的光通量與所消耗電功率的比值,單位是Lm/W。顯色指數(shù):被照物體原有顏色在光源下還原顏色的程度。太陽為100。色表:人眼直接觀察光源發(fā)出光的顏色,稱為色表。

色容差:測量值偏離目標值的距離(一般指色坐標偏離值)

HID燈泡光參數(shù):色溫,相關(guān)色溫與色坐標。

黑體色溫線放大放電燈相關(guān)色溫線色溫(CT):當(dāng)光源發(fā)出的光的能量分布與黑體某溫度下發(fā)出光相同時,黑體的這個溫度就叫光源所發(fā)光的色溫。單位:K。相關(guān)色溫(CCT):氣體放電燈所發(fā)出的光與黑體某溫度下發(fā)出光最接近,此溫度就是該光源發(fā)光的色溫。即如上圖:垂直黑體色溫線。相關(guān)色溫是粗糙的,是一條線,有無數(shù)的點。色坐標是精確的X=,Y=代表一個點色坐標:3)ANSI標準每個規(guī)格都有對應(yīng)的標準號:如C98:光通維持率和殘存率,國標規(guī)定了光通量和壽命。電弧管泡殼主要用石英或氧化鋁陶瓷制成。AR111:35W,70W1)國標根據(jù)IEC標準起草。直管熒光燈,節(jié)能燈,紫外線燈,無極燈,冷陰極熒光燈。T型電弧管泡殼:35W,70W,150W普通照明用高壓鈉燈殘存率:燈泡在規(guī)定燃點時間后能正常工作燈泡符合IEC或國標的高壓鈉燈歐洲:IEC61167光效:標準鈉燈的70%,Ra≥60燈印清晰度和牢固度。光效:80~120LM/W,Ra=20HID燈泡其他參數(shù):

燈頭扭力矩:單位N*M泡殼允許最高溫度;燈頭允許最高溫度:限制了燈泡長度,光中心高和泡殼直徑。

燈印清晰度和牢固度。HID燈泡參數(shù):光通維持率和壽命

光通維持率:燈泡在規(guī)定條件下燃點一段時間后的光通量與初始光通量的比率。壽命:個別壽命:在規(guī)定條件下燃點,個別燈泡失效時的燃點時間。經(jīng)濟壽命:在規(guī)定條件下燃點,燈泡光通維持率小于規(guī)定值(如75%)時的燃點時間。平均壽命:在光通維持率達到要求前提下,50%燈泡失效的燃點時間。殘存率:燈泡在規(guī)定燃點時間后能正常工作燈泡的比例。HID燈泡標準介紹:

高壓汞燈:國內(nèi):GB/T21093

北美:ANSIC78.40歐洲:IEC60188主要差異:

1)國標根據(jù)IEC標準起草。

2)ANSI標準采用E39和E26燈頭,整燈長度有較大差異。3)ANSI標準對應(yīng)每規(guī)格有一個標準號:如H37:250W。

4)ANSI標準對應(yīng)的燈規(guī)格的額定功率差異較大。5)只有國標明確了光通量。歐洲光參數(shù)在EC245內(nèi)。HID燈泡標準介紹:

自鎮(zhèn)流高壓汞燈:國內(nèi):QB/T2050(無國標)

北美:ANSIC78.45歐洲:主要差異:

1)北美用120V電壓,所以啟動和熄滅電壓和國內(nèi)差異很大。

2)ANSI標準采用E39和E26燈頭,整燈長度有較大差異。3)ANSI標準對應(yīng)每規(guī)格有一個標準號:如B87:160W。

HID燈泡標準介紹:

高壓鈉燈:國內(nèi):GB/T13259

北美:ANSIC78.42歐洲:IEC60662主要差異:

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