防爆热电阻技术解析与应用实践

防爆热电阻技术解析与应用实践


一、引言

在化工、石油、天然气、煤矿等高危工业领域,易燃易爆气体或粉尘与空气混合后可能形成爆炸性环境。传统热电阻因缺乏防爆设计,一旦发生电火花或表面温度过高,极易引发安全事故。防爆热电阻(Explosion-proof Thermistor)通过特殊结构设计和材料优化,能够在危险环境中安全运行,成为工业测温领域的核心设备之一。本文将从防爆原理、结构设计、技术参数、应用场景及未来趋势等方面进行全面解析。


二、防爆热电阻的核心技术

1. 防爆原理

防爆热电阻的设计基于两大核心原则:

  • 抑制能量释放:通过隔绝外部火源或限制内部电火花能量,避免引燃爆炸性混合物。

  • 控制危险物质浓度:确保设备表面温度低于可燃物质的闪点,防止气体或粉尘被点燃。

根据国际防爆标准(如IEC 60079),防爆热电阻主要分为以下三类:

  • 隔爆型(Explosion-proof Type, Ex d):通过高强度外壳将内部可能产生的电火花或高温气体“隔绝”在设备内部,外壳能够承受内部爆炸的压力而不破裂。

  • 本安型(Intrinsic Safety Type, Ex i):通过限制设备内部电路的能量(如低电压、小电流),使设备在正常或故障状态下均不会产生足以引燃爆炸性混合物的电火花。

  • 增安型(Increased Safety Type, Ex e):通过优化设备结构(如加强绝缘、减少发热部件),提高设备的安全性,但无法完全阻止爆炸发生时的能量释放。

主流防爆类型对比

类型核心特点适用场景
隔爆型外壳防爆、耐压强高温、高压、多粉尘环境
本安型电路本质安全低电压、弱电信号传输场景
增安型结构加固、散热优化长期稳定运行的设备
2. 关键结构设计
  • 防爆外壳:通常采用不锈钢(如304/316L)或铝合金制成,具备高强度和耐腐蚀性。外壳需通过严格的密封性测试(如IP66/IP68防护等级),防止外部爆炸性气体进入。

  • 密封材料:接口处使用硅橡胶或氟橡胶密封圈,确保长期使用不老化、不渗漏。

  • 引线设计:采用双层屏蔽电缆或防爆接线端子,避免引线短路或电火花外泄。

  • 温度控制:内置温度传感器或散热片,确保设备表面温度低于爆炸性气体的自燃温度(如甲烷的自燃温度为537℃)。

3. 材料选择
  • 感温元件:铂电阻(Pt100/Pt10)因其高稳定性和抗氧化性被广泛应用;铜电阻(Cu50/Cu100)成本较低,但需避免在含氨或硫化氢的环境中使用(易发生腐蚀)。

  • 绝缘材料:采用陶瓷纤维或特种玻璃纤维,耐高温且绝缘性能优异。

  • 外壳材质:在氢气或酸性环境中,需选用钛合金或哈氏合金等耐腐蚀材料。


三、防爆热电阻的技术参数

1. 基本性能指标
  • 测量范围:-200℃~+800℃(常见型号),特殊定制可达-50℃~+1200℃。

  • 精度等级:A级(±0.15℃@-200~600℃)、B级(±0.3℃@-200~600℃)。

  • 热响应时间:≤30秒(直径φ6mm,介质流速1m/s)。

  • 绝缘电阻:≥100MΩ(DC 100V测试)。

  • 防护等级:IP66(防尘防水)或IP68(水下1米)。

2. 防爆认证
  • 国际标准:ATEX(欧盟)、IECEx(国际电工委员会)、FM(美国消防协会)。

  • 典型防爆标志:Ex d II 2G(适用于II类气体环境,G组代表矿井甲烷)。

3. 电气安全参数
  • 本安型参数:工作电压≤24V DC,工作电流≤100mA,最大功率≤2W。

  • 隔爆型参数:耐受冲击电压≥10kV,外壳耐压≥300V/mm。


四、防爆热电阻的应用场景

1. 化工生产
  • 反应釜温度监测:在苯乙烯、环氧乙烷等易燃液体反应中,防爆热电阻实时监测温度波动,防止超温引发爆炸。

  • 管道泄漏检测:安装在输油管道关键节点,通过温度异常报警定位泄漏点。

2. 石油与天然气
  • 钻井平台:用于监测泥浆温度和井口环境温度,防止可燃气体积聚。

  • 储罐区:LNG储罐表面温度监测,避免低温泄漏引发燃爆。

3. 煤矿安全
  • 瓦斯监测:配合甲烷传感器,实时检测矿井瓦斯浓度与温度变化。

  • 通风系统:确保井下电机和风机温度在安全范围内运行。

4. 其他高危领域
  • 制药车间:在含有酒精蒸汽的环境中监测发酵罐温度。

  • 消防系统:火灾探测器旁的温度补偿,避免误报。


五、

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防爆热电阻的安装与维护指南

1. 安装规范
  • 位置选择

    • 避免安装在振动源附近(如离心机、压缩机)。

    • 优先选择通风良好处,防止爆炸性气体局部积聚。


  • 接线要求

    • 本安型设备必须使用专用防爆电缆,禁止与普通电缆共用接地线。

    • 隔爆型设备接线盒需密封,并在接线后涂抹防爆密封胶。


  • 安装深度

    • 插入式热电阻的感温元件需完全浸没在被测介质中,插入深度≥保护管直径的8倍。


2.
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维护要点
  • 定期检查

    • 每月检查外壳是否有裂纹、锈蚀或变形。

    • 每半年清理密封圈灰尘,确保防水性能。


  • 校准周期

    • A级精度设备建议每年校准一次,使用标准校验炉(如-200℃~600℃)。


  • 应急处理

    • 发现异常高温或报警时,立即切断电源并疏散人员。



六、典型案例分析

案例1:化工厂反应釜温度监控系统
  • 背景:某化工厂生产环氧树脂时,反应釜温度需控制在180±5℃,若超温可能导致苯乙烯单体汽化爆炸。

  • 解决方案:安装隔爆型Pt100热电阻(Ex d II 2G),配套PLC实现PID控制。

  • 效果:投产后三年内未发生温度失控事故,故障率下降70%。

案例2:煤矿井下瓦斯监测网络
  • 背景:某煤矿井下存在高浓度甲烷气体(爆炸极限5%~15%),传统热电阻因电火花风险被禁用。

  • 解决方案:部署本安型Cu50热电阻(Ex i II 1G),采用本质安全电路设计,供电电压≤12V DC。

  • 效果:瓦斯浓度超标报警响应时间缩短至2秒,误报率低于0.1%。


七、未来发展趋势

  1. 智能化升级

    • 集成物联网(IoT)模块,支持MQTT/CoAP协议远程监控。

    • 嵌入AI算法,实现温度趋势预测与自适应阈值调整。

  2. 材料创新

    • 开发石墨烯基感温元件,提升灵敏度的同时降低功耗。

    • 使用陶瓷复合材料外壳,耐高温性能达1200℃以上。

  3. 标准化与合规性

    • 符合欧盟EN 60079-14新标准,强化对无线通信设备的防爆要求。

    • 推广“即插即用”防爆接口设计,简化安装流程。


八、结语

防爆热电阻是保障高危工业领域安全生产的核心技术之一。随着工业4.0和智能制造的推进,其智能化、微型化和高精度化将成为必然发展方向。企业需根据具体场景选择合适的防爆类型,并严格遵循安装与维护规范,以确保设备长期稳定运行。未来,防爆热电阻将在能源、化工、交通等领域发挥更加重要的作用,为全球工业安全保驾护航。

:本文内容基于IEC 60079标准、实际工程案例及行业白皮书整理而成,兼具技术深度与实用性。


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上海自动化仪表三厂WSS-411Y不锈钢耐震双金属温度计 WSSN-411

上海自动化仪表三厂WSS-411直型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-451/452/453/455热套角型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-451热套角型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-471热套万向型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-471热套万向型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-471热套万向型双金属温度计 纯钛

上海自动化仪表三厂WSS-481 483 484工业双金属温度计WSS-471 474

上海自动化仪表三厂WSS-481P一体化双金属温度计万向型

上海自动化仪表三厂WSS-481Y耐震万向双金属温度计 WSSN-481 471

上海自动化仪表三厂WSS-481万向型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-501 511双金属温度计WSS-581 571 551 561

上海自动化仪表三厂WSS-501双金属温度计轴向WSS-502 WSS-503 505

上海自动化仪表三厂WSS-511512 513 515双金属温度计WSS-511P径向

上海自动化仪表三厂-WSS-511-双金属温度计-径向型WSS-512 包邮

上海自动化仪表三厂WSS-561热套直型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-571热套万向型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-581/582/583双金属温度计 万向型 抽芯式

上海自动化仪表三厂WSS-581万向型双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSS-581万向型双金属温度计WSS-571 561 551

上海自动化仪表三厂WSSN-481P一体化双金属温度计WSSN-411P/401P

上海自动化仪表三厂WSSP-411热电阻偶远传双金属温度计WTYY-1021

上海自动化仪表三厂WSSP-411热电阻偶远传双金属温度计WTYY-1021

上海自动化仪表三厂WSSX-401电接点双金属温度计WSSX-402 403 501

上海自动化仪表三厂WSSX-411 412 413 415 511电接点双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSSX-411直型电接点双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSSX-451热套角型电接点双金属温度计

上海自动化仪表三厂WSSX-461热套直型电接点双金属温度计

上海自动化仪表三厂WTYY-1021一体化双金属温度计航空接头传感器

上海自动化仪表三厂WTYY-1031/1021一体化双金属温度计 WSS-411P

上海自动化仪表三厂WTYY-1031一体化传感器双金属温度计航空接头

上海自动化仪表三厂WTYY2-1031一体化双金属温度计双支

上海自动化仪表三厂WZP-120,WZP-120G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-121WZP-121G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-130F 耐腐热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-130装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-131装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-188热电阻WZP-186 WZP-187 185 184 183

上海自动化仪表三厂WZP2-120WZP2-120G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-120WZP2-120G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-121WZP2-121G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-121.WZP2-121G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-130F 耐腐热电阻

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上海自动化仪表三厂WZP-221WZP-221G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-220,WZP2-220G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-220,WZP2-220G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-221WZP2-221G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-230WZP2-230G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-230WZP2-230G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-230/231装配式热电阻 不锈钢材质

上海自动化仪表三厂WZP2-230F 耐腐热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-231WZP2-231G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-230 WZP2-230 231 220 221热电阻WZPK-230

上海自动化仪表三厂WZP-230WZP-230G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-230/231(K)装配式热电阻耐高温耐腐铂电阻

上海自动化仪表三厂WZP-230F 耐腐热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-230装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-230装配式热电阻WZP-231铂电阻PT100单支

上海自动化仪表三厂WZP-231WZP-231G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-231/WZP-230双铂热电阻PT100φ12,16 304

上海自动化仪表三厂WZP-231装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-231装配式热电阻WZP-230 WZP2-230双支铂

上海自动化仪表三厂WZP2-320WZP2-320G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-321WZP2-321G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-330,WZP2-330G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-331WZP2-331G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-240隔爆热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-420WZP2-420G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-421WZP2-421G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-430WZP2-430G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-430F 耐腐热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-430热电阻PT100φ16,0Cr18ni12M02Ti,316

上海自动化仪表三厂WZP2-431WZP2-431G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-440隔爆热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-52WZP2-52A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-53WZP2-53A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-620,WZP2-620A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-630WZP2-630G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-270S铂热电阻WZP2-270S双支工业温度计

上海自动化仪表三厂WZP2-72WZP2-72A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-73WZP2-73A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-74,WZP2-74A隔爆/防爆热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-82WZP2-82A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP2-83WZP2-83A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-320WZP-320G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-321WZP-321G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-330WZP-330G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-330铂热电阻PT100,φ16lCr18Ni9Ti,304,

上海自动化仪表三厂WZP-330装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-331WZP-331G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-331装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-420WZP-420G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-421WZP-421G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-430WZP-430G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-430F 耐腐热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-430固定法兰式热电阻双支WZP2-420温度仪

上海自动化仪表三厂WZP-430装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-431WZP-431G装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-431装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-440隔爆热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZP-52WZP-52A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-53WZP-53A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-54,WZP-54A隔爆/防爆热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-620WZP-620A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-630WZP-630A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-72WZP-72A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-73WZP-73A

上海自动化仪表三厂WZP-74,WZP-74A隔爆/防爆热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-82,WZP-82A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZP-83WZP-83A装配式热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-105S WZPK-106S铠装热电阻芯元件WZPK2

上海自动化仪表三厂WZPK-106S铠装铂电阻WZPK-105S/104S103S/106U

上海自动化仪表三厂WZPK-133S/233/333SA铠装热电阻PT100铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-134S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-135S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-136S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-173S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-174S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-175S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-176S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-134S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-136S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-136S铠装铂电阻/热电阻WZPK2-136SA

上海自动化仪表三厂WZPK2-173S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-174S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-175S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-176S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-233/333S 双支铠装热电阻双支pt100

上海自动化仪表三厂WZPK2-235S/335S双支铠装热电阻双支pt100

上海自动化仪表三厂WZPK2-236S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-240隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-241 隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-230双支热电阻WZPK2-231-200-420PT100

上海自动化仪表三厂WZPK2-335S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-335S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-335双支铠装热电阻WZPK2-336SWZPK2-338

上海自动化仪表三厂WZPK2-336S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-235S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-236S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-236S铠装铂电阻/热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-240隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-241 隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-440隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK2-441 隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-275SA铠装热电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-336 335 334铠装铂热电阻WZPK-233 235

上海自动化仪表三厂WZPK-336 335PT100铠装热电阻WZPK-238

上海自动化仪表三厂WZPK-440 隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPK-441 隔爆铠装热电阻/铂电阻

上海自动化仪表三厂WZPM-201B端面热电阻PT100-100-100℃紫铜T2-Y

上海自动化仪表三厂WZPN-130 高温耐磨热电阻

上海自动化仪表三厂WZPN2-130 高温耐磨热电阻

上海自动化仪表三厂WZPN2-230 高温耐磨热电阻

上海自动化仪表三厂WZPN-230 高温耐磨热电阻

上海自动化仪表三厂WZPN-231耐磨热电阻WZPN-230/ WZPN-331

上海自动化仪表三厂WZPN-430 高温耐磨热电阻

上海自动化仪表三厂铂热电阻WZP-130 131 PT100温度传感器

上海自动化仪表三厂铂热电阻WZP-230 231 PT100温度传感器

上海自动化仪表三厂不锈钢电接点双金属温度计WSSX-401 轴向 角型

上海自动化仪表三厂不锈钢电接点双金属温度计WSSX-411 M27*2

上海自动化仪表三厂插座式热电阻WZP-266 WZP-267 WZP-270 PT100

上海自动化仪表三厂带补偿导线WRNK-191 291铠装热电偶0-800K

上海自动化仪表三厂单支WZP-010热电阻元件电阻芯双支WZP2-010

上海自动化仪表三厂端面热电阻WZPM-201 PT100双支WZPM2-201

上海自动化仪表三厂法兰连接双金属温度计WSS-483就地温度计

上海自动化仪表三厂法兰式铂热电阻WZP-430 PT100温度传感器

上海自动化仪表三厂防爆铂热电阻WZP-24SA 240 241隔爆温度传感器

上海自动化仪表三厂防爆隔爆本安热电偶WRN-24SA dBT4 AB

上海自动化仪表三厂隔爆WZPK-24铠装PT100防爆铂热电阻WZP-24SA

上海自动化仪表三厂隔爆WZPK-24铠装PT100防爆铂热电阻WZP-24SA

上海自动化仪表三厂光学高温计WGG2-201N700-2000

上海自动化仪表三厂矿用煤安防爆隔爆热电阻WZPK-24BI 24S 24SA

上海自动化仪表三厂螺钉式热电偶WRNT-02 WRET-02 KE型热电偶

上海自动化仪表三厂热电偶WRN130 WRNK-131 K型热电偶温度传感器

上海自动化仪表三厂热电偶WRN230 WRNK-231 K型热电偶温度传感器

上海自动化仪表三厂热电阻偶WZP-330/331 PT100温度传感器探头

上海自动化仪表三厂手柄手持式热电阻热电偶WZPK-187探头WRNK-187

上海自动化仪表三厂双金属温度计WSS-581 561 551万向型WSS-571

上海自动化仪表三厂万向型双金属温度计WSS-481 461 451 471 581

上海自动化仪表三厂温度变送器SBWZ SBWR-2480/2460 4-20mA 模块

上海自动化仪表三厂温度变送器SBWZ-2480/230一体化热电阻4-20mA

上海自动化仪表三厂温度传感器WZP-014热电阻WZP-035WZP2-035014S

上海自动化仪表三厂一体化温度变送器SBWZ2480 SBWR2474带显示

上自仪三厂K型热电偶WRN-130 120 131 121 122 123 132 133高温

上自仪三厂WRN-130 131 132 133 123 122热电偶K型刚玉材质WRN2

上自仪三厂WZPK-135 WZPK-136铂热电阻双支WZPK2-136 133 134 138

上自仪三厂WZPK-336 236 335 235 238 338铠装铂热电阻双支WZPK2

上海自动化仪表三厂双金属温度计WSS-411 径向 温度尾长可定制

双金属温度计WSS-311 411 401 上海自动化仪表三厂

热电阻热电偶双金属温度计仪表安装底座材质:碳钢和不锈钢包邮

上仪三厂WRP-130 131高温贵金属S分度铂铑热电偶WRP2刚玉1300

一体化数显温度变送器SBWZ-2484 SBWZ-2474/230 上海仪表厂PT100

电接点双金属温度计WSS-411X 管道锅炉温度表 上下限控制

电接点双金属温度计WSS-411X 管道锅炉温度表 上下限控制

双金属温度计WSS-511/501 不锈钢 锅炉管道工业温度计

上海自仪三厂SBWZ-2480 SBWR-2180 2280 2380温度变送器4-20mA

上海自仪三厂WRN-631 WRN2-631双支锥形保护管热电偶WRN621 M33*2

上海自仪三厂WRNK-331 332 WRNK-231 232 WRNK-131 热电偶WRNK

上海自仪三厂WZP-130 WZP-131装配式热电阻WZP2材质304 316 PT100

上海自仪三厂WZPK-173 175 176铂热电阻WZPK-191 275 276 375 376

上自仪SBWZP SBWZ-2480/230 231温度变送器SBWZPK SBWZ 236 238

上自仪WZP-330 WZP-331铂热电阻温度传感器/活动法兰热电阻PT100

数字调节仪XTMA-100XTMD-100XTMC-100XTMF-100上海自动化仪表三厂

双金属温度计WSS-511/501 不锈钢 锅炉管道工业温度计


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