JP2921705B2 - 高温用温度計 - Google Patents
高温用温度計Info
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- JP2921705B2 JP2921705B2 JP2146138A JP14613890A JP2921705B2 JP 2921705 B2 JP2921705 B2 JP 2921705B2 JP 2146138 A JP2146138 A JP 2146138A JP 14613890 A JP14613890 A JP 14613890A JP 2921705 B2 JP2921705 B2 JP 2921705B2
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- Japan
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- platinum
- alumina
- temperature
- resistance
- wire
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Details Of Resistors (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶融ガラスや溶融金属等、1000℃以上の
高温で使用される高温用温度計に関するものである。
高温で使用される高温用温度計に関するものである。
従来から一般に使用されている白金または白金ロジウ
ム線からなる高温用温度計の保護管は主として99.7％以
下の純度のアルミナを主成分とするものが使用されてい
る。
ム線からなる高温用温度計の保護管は主として99.7％以
下の純度のアルミナを主成分とするものが使用されてい
る。
ところで、アルミナの純度が99.7％以下のものはアル
ミナとアルミナの接合剤として主にシリカ等を使用して
固形化していた。このため、これを800℃以上に加熱す
ると、不純物からガスが発生し、白金または白金ロジウ
ム線が汚染されてその温度特性が損なわれていた。
ミナとアルミナの接合剤として主にシリカ等を使用して
固形化していた。このため、これを800℃以上に加熱す
ると、不純物からガスが発生し、白金または白金ロジウ
ム線が汚染されてその温度特性が損なわれていた。
そこで、高純度のアルミナにより保護管を作成しよう
とすると、両端開放のパイプは製造できるが、アルミナ
にバインダが混入していないため、その端部を歩留りよ
く封止することができないという問題点があった。
とすると、両端開放のパイプは製造できるが、アルミナ
にバインダが混入していないため、その端部を歩留りよ
く封止することができないという問題点があった。
また、アルミナにバインダを混入すると、高温下で曲
がるとともに急熱，急冷には特に弱く、さらに、アルミ
ナどうしの結合が弱く、保護管の内部と外部とが呼吸し
て白金抵抗線を汚染する等の問題点があった。
がるとともに急熱，急冷には特に弱く、さらに、アルミ
ナどうしの結合が弱く、保護管の内部と外部とが呼吸し
て白金抵抗線を汚染する等の問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされた
もので、白金または白金ロジウム線と99.9％以上の純度
のアルミナを主成分とする保護管と保持体と粉体とから
なる高温用温度計を得ることを目的とする。
もので、白金または白金ロジウム線と99.9％以上の純度
のアルミナを主成分とする保護管と保持体と粉体とから
なる高温用温度計を得ることを目的とする。
この発明に係る高温用温度計は、99.9％以上の純度の
アルミナを主成分とする保持体に白金または白金ロジウ
ムからなる測温抵抗線を装着して測温抵抗素子を形成
し、この測温抵抗素子を、99.9％以上の純度のアルミナ
を主成分とし、一端が封止された保護管内に挿入したも
のである。
アルミナを主成分とする保持体に白金または白金ロジウ
ムからなる測温抵抗線を装着して測温抵抗素子を形成
し、この測温抵抗素子を、99.9％以上の純度のアルミナ
を主成分とし、一端が封止された保護管内に挿入したも
のである。
この発明の高温用温度計においては、99.9％以上の純
度のアルミナを主成分とする材料を使用したことによ
り、白金また白金ロジウム線が汚染されることなく高温
度における温度特性が安定する。
度のアルミナを主成分とする材料を使用したことによ
り、白金また白金ロジウム線が汚染されることなく高温
度における温度特性が安定する。
第１図はこの発明の一実施例を示す側断面図、第２図
（ａ）〜（ｃ）は、第１図の測温抵抗素子を示すもの
で、第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は左側面図、
第２図（ｃ）は右側面図である。これらの図において、
１は高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は測温抵抗線
として線径0.15mmの白金または白金ロジウム線、４は口
出線、５は99.9％以上の純度のアルミナを主成分とする
保持体、６は99.9％以上の純度のアルミナを主成分とす
る保護管、７は前記保護管６の一端部を封止した封止
部、８は前記保護管６内に測温抵抗素子２を挿入してか
ら固定するために充填する粉体で、99.9％以上の純度の
アルミナの主成分を有している。９は前記白金または白
金ロジウム線３および口出線４を装着するため、保持体
５の長手方向に形成した透孔である。
（ａ）〜（ｃ）は、第１図の測温抵抗素子を示すもの
で、第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は左側面図、
第２図（ｃ）は右側面図である。これらの図において、
１は高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は測温抵抗線
として線径0.15mmの白金または白金ロジウム線、４は口
出線、５は99.9％以上の純度のアルミナを主成分とする
保持体、６は99.9％以上の純度のアルミナを主成分とす
る保護管、７は前記保護管６の一端部を封止した封止
部、８は前記保護管６内に測温抵抗素子２を挿入してか
ら固定するために充填する粉体で、99.9％以上の純度の
アルミナの主成分を有している。９は前記白金または白
金ロジウム線３および口出線４を装着するため、保持体
５の長手方向に形成した透孔である。
測温抵抗素子２の製作に際しては、保持体５よりも少
し長めの白金または白金ロジウム線３と口出線４とを各
透孔９に挿入し、次いで、各透孔９から出ている白金ま
たは白金ロジウム線３と口出線４とを、第２図に示すよ
うに溶接して１本の線となるように直列に接続する。な
お、接続部分は黒丸で表示してある。
し長めの白金または白金ロジウム線３と口出線４とを各
透孔９に挿入し、次いで、各透孔９から出ている白金ま
たは白金ロジウム線３と口出線４とを、第２図に示すよ
うに溶接して１本の線となるように直列に接続する。な
お、接続部分は黒丸で表示してある。
このようにして作成された測温抵抗素子２は保護管６
内に挿入され、次いで、粉体８を充填して固定すること
により高温用温度計１が形成される。
内に挿入され、次いで、粉体８を充填して固定すること
により高温用温度計１が形成される。
この構成によれば、白金または白金ロジウム線３を支
持するものはすべて99.9％以上の純度のアルミナ材から
なるため、高温になっても有害なガスの発生がなく、白
金または白金ロジウム線３の特性が変化することがな
い。
持するものはすべて99.9％以上の純度のアルミナ材から
なるため、高温になっても有害なガスの発生がなく、白
金または白金ロジウム線３の特性が変化することがな
い。
なお、粉体８の充填は必ずしも行わなくてもよい。
次に、本発明の要旨から外れるが上記高温用温度計１
に使用される保護管６、つまり高純度アルミナ管の封止
方法についても一応説明する。
に使用される保護管６、つまり高純度アルミナ管の封止
方法についても一応説明する。
第３図（ａ），（ｂ）は、第１図の99.9％以上の高純
度のアルミナを主成分とした保護管６の封止部７を形成
する工程を示す断面図で、第１図と同一符号は同一部分
を示し、11は前記保護管６を支持する支持具、12は前記
保護管６を挿入して覆うホルダで、通常のアルミナ管が
使用される。13は前記ホルダ12の外周を保温してクラッ
クの入るのを防止するバーナ、14は前記保護管６の一端
部6aを溶融して封止部７を形成するバーナである。
度のアルミナを主成分とした保護管６の封止部７を形成
する工程を示す断面図で、第１図と同一符号は同一部分
を示し、11は前記保護管６を支持する支持具、12は前記
保護管６を挿入して覆うホルダで、通常のアルミナ管が
使用される。13は前記ホルダ12の外周を保温してクラッ
クの入るのを防止するバーナ、14は前記保護管６の一端
部6aを溶融して封止部７を形成するバーナである。
このように、両端が開放された保護管６の一端部6aを
封止するため、他端部6bを支持具11に支持した後、ホル
ダ12の中に挿入した後、保護管６の一端部6aを所要の長
さだけ突出して突出部6cを形成し、次いで、保護管６に
クラックの入るのを防止するためホルダ12の外周をバー
ナ13で加熱して保温しながら保護管６の他端側から矢印
Ａ方向に吸引して保護管６内の空気を吸引させる。同時
に、保護管６の一端部6aをバーナ14により加熱して保護
管６を溶融し、前記吸引により溶融したアルミナは全周
が内方に向くため、保護管６の溶融したアルミナで一端
部6aが包まれて塞がれ、第３図（ｂ）に示すように封止
部７が形成される。
封止するため、他端部6bを支持具11に支持した後、ホル
ダ12の中に挿入した後、保護管６の一端部6aを所要の長
さだけ突出して突出部6cを形成し、次いで、保護管６に
クラックの入るのを防止するためホルダ12の外周をバー
ナ13で加熱して保温しながら保護管６の他端側から矢印
Ａ方向に吸引して保護管６内の空気を吸引させる。同時
に、保護管６の一端部6aをバーナ14により加熱して保護
管６を溶融し、前記吸引により溶融したアルミナは全周
が内方に向くため、保護管６の溶融したアルミナで一端
部6aが包まれて塞がれ、第３図（ｂ）に示すように封止
部７が形成される。
第４図は保護管６の封止部７を形成する他の工程を示
す断面図で、保護管６の一端部6aに99.9％以上の純度の
アルミナのキャップ15をかぶせた後、一端から内部空気
を吸引しつつバーナ14で溶接するものである。
す断面図で、保護管６の一端部6aに99.9％以上の純度の
アルミナのキャップ15をかぶせた後、一端から内部空気
を吸引しつつバーナ14で溶接するものである。
なお、保護管６内の空気を吸引しないで溶接した場合
は、バーナ13から噴射する炎で溶けたアルミナが保護管
６の外側にこびりついてしまい、一端部6aの封止が不可
能になる。また、一端部6aにキャップ15をかぶせて封止
する場合に、もし空気の吸引を行わないと溶接部分が表
面だけで深く溶接ができない。
は、バーナ13から噴射する炎で溶けたアルミナが保護管
６の外側にこびりついてしまい、一端部6aの封止が不可
能になる。また、一端部6aにキャップ15をかぶせて封止
する場合に、もし空気の吸引を行わないと溶接部分が表
面だけで深く溶接ができない。
しかし、保護管６内の空気を吸引して溶接するこの発
明の場合は、保護管６の一端部6aとキャップ15との隙間
に吸引力が働くので、深く溶接することができる。すな
わち、ホルダ12の加熱と保護管６の溶接個所のバーナ14
の火炎が吸引されて保護管６の内部まで熱が加わり、効
率よくすばやく溶接ができ、容易に封止することができ
る。また、吸引することにより溶けたアルミナが保護管
６の外側にだれることもなく、溶接後の補修の手数が省
ける。
明の場合は、保護管６の一端部6aとキャップ15との隙間
に吸引力が働くので、深く溶接することができる。すな
わち、ホルダ12の加熱と保護管６の溶接個所のバーナ14
の火炎が吸引されて保護管６の内部まで熱が加わり、効
率よくすばやく溶接ができ、容易に封止することができ
る。また、吸引することにより溶けたアルミナが保護管
６の外側にだれることもなく、溶接後の補修の手数が省
ける。
次に、上記実施例の実験結果について説明する。
実験に条件として、 材質：白金線 線径＝0.15mm 初期抵抗値＝100.000Ω/0℃ の白金線を1100℃で３時間加熱した後、０℃に冷却した
ときの抵抗値を測定したところ、138.5Ωであった。
ときの抵抗値を測定したところ、138.5Ωであった。
上記加熱，冷却した白金線を99.5％,99.7％および99.
9％のアルミナ管に挿入してそれぞれ1100℃に加熱した
あと、100℃に冷却したときの抵抗値を測定し、かつ温
度係数を求めた。
9％のアルミナ管に挿入してそれぞれ1100℃に加熱した
あと、100℃に冷却したときの抵抗値を測定し、かつ温
度係数を求めた。
（１）アルミナ管の成分:99.5％の場合 1100℃に３時間加熱後、 第１回目（第１表に示す） 第２回目 上記実験した各試料を再び1100℃に３時間加熱し、10
0℃に冷却したところいずれも測定不能であった。
0℃に冷却したところいずれも測定不能であった。
（２）アルミナの成分:99.7％の場合 1100℃に３時間加熱後、 第１回目（第２表に示す） 第２回目 上記実験した各試料を再び1100℃に３時間加熱し、10
0℃に冷却したところいずれも不安定であった。
0℃に冷却したところいずれも不安定であった。
（３）アルミナの成分:99.9％以上の場合 1100℃に３時間加熱後、 第１回目（第３表に示す） 第２回目以降 上記実験した各試料を再び1100℃に３時間加熱し、０
℃に冷却する操作を繰り返し行ったが初期抵抗値および
高温時における抵抗値に安定しており、その変化は0.00
01〜0.0005Ωの間で僅少であった。
℃に冷却する操作を繰り返し行ったが初期抵抗値および
高温時における抵抗値に安定しており、その変化は0.00
01〜0.0005Ωの間で僅少であった。
以上の実験では、JIS規格の白金線を使用したが、白
金ロジウム線の場合も同様の結果であった。
金ロジウム線の場合も同様の結果であった。
以上の実験の結果、アルミナの成分が99.5％,99.7％
のアルミナ管は高温度の温度計としては全く使用できな
いことが判明した。また、白金が汚染しはじめる温度は
約600℃から始まって温度が高くなるにしたがって汚染
がひどくなり、白金の性質が変化して白金の性質が無く
なり、抵抗値の測定不能や断線事故となる。
のアルミナ管は高温度の温度計としては全く使用できな
いことが判明した。また、白金が汚染しはじめる温度は
約600℃から始まって温度が高くなるにしたがって汚染
がひどくなり、白金の性質が変化して白金の性質が無く
なり、抵抗値の測定不能や断線事故となる。
第５図は第１表〜第３表に示す実験結果について温度
と抵抗値との関係を表した図である。
と抵抗値との関係を表した図である。
高精度白金測温抵抗体を製造する場合において、抵抗
線と抵抗線を溶接して所定の抵抗値の回路を作ることは
白金の特性が著しく変化するので厳禁とされていたが、
上述したように高純度アルミナ管と白金線とは馴染みが
良く溶接時のガスの発生がなく、白金が汚染されず特性
も害なわれずに、高精度の白金側温抵抗体が製作可能に
なった。
線と抵抗線を溶接して所定の抵抗値の回路を作ることは
白金の特性が著しく変化するので厳禁とされていたが、
上述したように高純度アルミナ管と白金線とは馴染みが
良く溶接時のガスの発生がなく、白金が汚染されず特性
も害なわれずに、高精度の白金側温抵抗体が製作可能に
なった。
そして、高温用温度計が高精度であると言われるに
は、温度に対する誤差がなく、またはできるだけ小さい
値でなければならない。また、再現性が良くなくてはな
らない。それには安定度試験が欠かせな。10本のこの発
明による白金側温抵抗体の安定度試験の一例を示すと、
1200℃で６時間加熱した後、水の３重点（0.01℃）で測
定した結果、0.0000〜0.0003℃の範囲に納まった。JIS
における安定度とは、「供試測温抵抗体の測温部を使用
温度範囲の最高温度に３時間保ち、その前後を氷点試験
器で試験し、０℃における誤差の変化を求める。」とあ
る。またその数値は、安定度のＡ級は0.15℃、Ｂ級は0.
3℃でなければならない。
は、温度に対する誤差がなく、またはできるだけ小さい
値でなければならない。また、再現性が良くなくてはな
らない。それには安定度試験が欠かせな。10本のこの発
明による白金側温抵抗体の安定度試験の一例を示すと、
1200℃で６時間加熱した後、水の３重点（0.01℃）で測
定した結果、0.0000〜0.0003℃の範囲に納まった。JIS
における安定度とは、「供試測温抵抗体の測温部を使用
温度範囲の最高温度に３時間保ち、その前後を氷点試験
器で試験し、０℃における誤差の変化を求める。」とあ
る。またその数値は、安定度のＡ級は0.15℃、Ｂ級は0.
3℃でなければならない。
以上の結果からもわかるように、この発明に用いる白
金測温抵抗体は高精度白金測温抵抗体である。
金測温抵抗体は高精度白金測温抵抗体である。
以上説明したように、この発明にかかる高温用温度計
は、99.9％以上の純度のアルミナを主成分とする保持体
に白金または白金ロジウムからなる測温抵抗線を装着し
て測温抵抗素子を形成し、この測温抵抗素子を、99.9％
以上の純度のアルミナを主成分とし、一端が封止された
保護管内に挿入したので、高温度で繰り返し使用しても
白金または白金ロジウム線が汚染されないための抵抗値
の変化がなく、したがって高温度における測定値が安定
している。また、急熱，急冷による劣化に強く、脆さが
生ずることがなく、長期使用が可能となり、かつ白金熱
電対と比較して低価格で生産できる等の利点を有する。
は、99.9％以上の純度のアルミナを主成分とする保持体
に白金または白金ロジウムからなる測温抵抗線を装着し
て測温抵抗素子を形成し、この測温抵抗素子を、99.9％
以上の純度のアルミナを主成分とし、一端が封止された
保護管内に挿入したので、高温度で繰り返し使用しても
白金または白金ロジウム線が汚染されないための抵抗値
の変化がなく、したがって高温度における測定値が安定
している。また、急熱，急冷による劣化に強く、脆さが
生ずることがなく、長期使用が可能となり、かつ白金熱
電対と比較して低価格で生産できる等の利点を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示す側断面図、第２図
（ａ）〜（ｃ）は、第１図の側温抵抗素子を示すもの
で、第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は側面図、第
２図（ｃ）は背面図、第３図（ａ），（ｂ）は、第１図
の保護管の封止部を形成する工程を示す断面図、第４図
は保護管の封止部を形成する他の工程を示す断面図、第
５図はこの発明の実施例の実験結果について温度と抵抗
値との関係を表した図である。 図中、１は高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は白金
または白金ロジウム線、４は口出線、５は保持体、６は
保護管、７は封止部、８は粉体、９は透孔、11は支持
具、12はホルダ、13,14はバーナである。
（ａ）〜（ｃ）は、第１図の側温抵抗素子を示すもの
で、第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は側面図、第
２図（ｃ）は背面図、第３図（ａ），（ｂ）は、第１図
の保護管の封止部を形成する工程を示す断面図、第４図
は保護管の封止部を形成する他の工程を示す断面図、第
５図はこの発明の実施例の実験結果について温度と抵抗
値との関係を表した図である。 図中、１は高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は白金
または白金ロジウム線、４は口出線、５は保持体、６は
保護管、７は封止部、８は粉体、９は透孔、11は支持
具、12はホルダ、13,14はバーナである。
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 健介 東京都小平市回田町238―６ (72)発明者 西村 諭 埼玉県川越市新宿町５―11―３ (72)発明者 今村 友亮 埼玉県入間郡三芳町上富2079―７ (56)参考文献 特開 昭51−1308（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−111243（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】99.9％以上の純度のアルミナを主成分とす
る保持体に白金または白金ロジウムからなる測温抵抗線
を装着して測温抵抗素子を形成し、この測温抵抗素子
を、99.9％以上の純度のアルミナを主成分とし、一端が
封止された保護管内に挿入したことを特徴とする高温用
温度計。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146138A JP2921705B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 高温用温度計 |
| US07/709,239 US5230565A (en) | 1990-06-06 | 1991-06-03 | Pyrometer and a method for fusing an alumina pipe having a high purity |
| GB9111952A GB2245369B (en) | 1990-06-06 | 1991-06-04 | Pyrometer |
| FR9106878A FR2663119B1 (fr) | 1990-06-06 | 1991-06-06 | Pyrometre et procede pour la mise en fusion d'un tuyau ou tube d'alumine de purete elevee. |
| DE4118549A DE4118549C2 (de) | 1990-06-06 | 1991-06-06 | Pyrometer und ein Verfahren zur Herstellung desselben |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146138A JP2921705B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 高温用温度計 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26674298A Division JP3183860B2 (ja) | 1990-06-06 | 1998-09-21 | 高純度アルミナ管の封止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439902A JPH0439902A (ja) | 1992-02-10 |
| JP2921705B2 true JP2921705B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=15401004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2146138A Expired - Lifetime JP2921705B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 高温用温度計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5230565A (ja) |
| JP (1) | JP2921705B2 (ja) |
| DE (1) | DE4118549C2 (ja) |
| FR (1) | FR2663119B1 (ja) |
| GB (1) | GB2245369B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2277377A (en) * | 1993-04-20 | 1994-10-26 | Hong Chin Chen | Temperature measuring device |
| CA2165267A1 (en) * | 1994-12-16 | 1996-06-17 | Hirotaka Nishida | Pressure roll, molding apparatus using the pressure roll, and process for manufacturing the pressure roll |
| DE69717226T2 (de) * | 1996-09-30 | 2003-05-08 | Kyocera Corp., Kyoto | Hitze- und korrosionsbeständiges Schutzrohr |
| US6679627B1 (en) | 1997-11-04 | 2004-01-20 | Rdc Controle Ltee | Self-floating device for measuring the temperature of liquids |
| US6227127B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-05-08 | Kyocera Corporation | Furnace material, heat resisting protection tube and protective member using the same sintered material |
| SK284764B6 (sk) * | 1999-01-18 | 2005-11-03 | Slovenská Technická Univerzita, Materiálovotechnologická | Spôsob tepelného spracovania platinových drôtov na zabezpečenie stabilizácie elektrického odporu |
| CN111243803B (zh) * | 2020-02-19 | 2020-11-06 | 山东天智信息科技有限公司 | 一种电阻穿套管成型机 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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