JPH0482166B2 - - Google Patents
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- JPH0482166B2 JPH0482166B2 JP62154567A JP15456787A JPH0482166B2 JP H0482166 B2 JPH0482166 B2 JP H0482166B2 JP 62154567 A JP62154567 A JP 62154567A JP 15456787 A JP15456787 A JP 15456787A JP H0482166 B2 JPH0482166 B2 JP H0482166B2
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- Japan
- Prior art keywords
- coil
- current
- main coil
- heater
- shield
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/006—Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導電磁石装置、特に磁気共鳴
イメージング装置に用いられる超電導電磁石装置
に関するものである。
イメージング装置に用いられる超電導電磁石装置
に関するものである。
一般に、磁気共鳴イメージング装置用電磁石で
は、その開口内の撮像空間に強度が大きくて均一
な磁界を発生させる必要がある。従来の超電導電
磁石装置では、このような磁界を発生させる場合
に、磁界が電磁石外部にも漏れて周辺機器に悪影
響を及ぼすという欠点がある。このため、電磁石
を磁気しやへいして漏れ磁界を低減することが望
ましい。
は、その開口内の撮像空間に強度が大きくて均一
な磁界を発生させる必要がある。従来の超電導電
磁石装置では、このような磁界を発生させる場合
に、磁界が電磁石外部にも漏れて周辺機器に悪影
響を及ぼすという欠点がある。このため、電磁石
を磁気しやへいして漏れ磁界を低減することが望
ましい。
電磁石を磁気しやへいする方法としては、電磁
石を磁性体で囲う方法がある。しかしながら、こ
の方法では装置の重量が重くなり、設置場所の耐
荷重強度が必要となる欠点がある。このため、主
コイルの囲りに主コイルと逆極性の磁界を発生す
るコイルを設ける方法が用いられる。
石を磁性体で囲う方法がある。しかしながら、こ
の方法では装置の重量が重くなり、設置場所の耐
荷重強度が必要となる欠点がある。このため、主
コイルの囲りに主コイルと逆極性の磁界を発生す
るコイルを設ける方法が用いられる。
第３図は上述した従来の超電導電磁石装置に使
用される電磁石の構成を示す断面図であり、超電
導主コイル（以下、主コイルと呼ぶ。）１と、こ
の主コイル１の囲りに設けられかつ主コイル１が
発生する外部漏れ磁界を低減する超電導シールド
コイル（以下、シールドコイルと呼ぶ。）２とは、
内容器３内に収納されて極低温に冷却保持され
る。この内容器３は真空容器４によつて更に包囲
されて真空断熱される。これらの内容器３と真空
容器の間には断熱シールド５が設けられている。
用される電磁石の構成を示す断面図であり、超電
導主コイル（以下、主コイルと呼ぶ。）１と、こ
の主コイル１の囲りに設けられかつ主コイル１が
発生する外部漏れ磁界を低減する超電導シールド
コイル（以下、シールドコイルと呼ぶ。）２とは、
内容器３内に収納されて極低温に冷却保持され
る。この内容器３は真空容器４によつて更に包囲
されて真空断熱される。これらの内容器３と真空
容器の間には断熱シールド５が設けられている。
第４図は従来の超電導電磁石装置の電気接続図
である。主コイル１とシールドコイル２は直列接
続され、この直列接続体に永久電流スイツチ６が
並列接続されている。この並列接続体は、電流リ
ード７、着脱式電流リード８および電流リード９
を介して励磁電源１０に接続される。永久電流ス
イツチ６にはヒータ１１が組み合わされており、
このヒータ１１は電流リード１２、着脱式電流リ
ード８および電流リード１３を介してヒータ電源
１４に接続される。
である。主コイル１とシールドコイル２は直列接
続され、この直列接続体に永久電流スイツチ６が
並列接続されている。この並列接続体は、電流リ
ード７、着脱式電流リード８および電流リード９
を介して励磁電源１０に接続される。永久電流ス
イツチ６にはヒータ１１が組み合わされており、
このヒータ１１は電流リード１２、着脱式電流リ
ード８および電流リード１３を介してヒータ電源
１４に接続される。
このような超電導電磁石装置において、シール
ドコイル２は、主コイル１が発生する磁界に重畳
して電磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発
生すると共に、主コイル１が発生する外部漏れ磁
界と逆極性の外部磁界を発生して主コイル１との
合成磁界を低減する。
ドコイル２は、主コイル１が発生する磁界に重畳
して電磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発
生すると共に、主コイル１が発生する外部漏れ磁
界と逆極性の外部磁界を発生して主コイル１との
合成磁界を低減する。
電磁石を励磁する際には、着脱式電流リード８
を装着してまず励磁電源１０およびヒータ電源１
４を接続し、このヒータ電源１４からヒータ１１
に通電して永久電流スイツチ６を開くことによ
り、直列接続された主コイル１およびシールドコ
イル２に励磁電流１０から電流を供給する。その
電流が所定の値に達した後、永久電流スイツチ６
を閉じると、主コイル１とシールドコイル２は直
列閉回路を構成して永久電流運転が行われる。
を装着してまず励磁電源１０およびヒータ電源１
４を接続し、このヒータ電源１４からヒータ１１
に通電して永久電流スイツチ６を開くことによ
り、直列接続された主コイル１およびシールドコ
イル２に励磁電流１０から電流を供給する。その
電流が所定の値に達した後、永久電流スイツチ６
を閉じると、主コイル１とシールドコイル２は直
列閉回路を構成して永久電流運転が行われる。
第４図に示された従来の超電導電磁石装置で
は、主コイル１とシールドコイル２が直列接続さ
れているため、通電電流が等しく、同一電流で電
磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発生させ
る必要があつた。このため、導体の大きさやコイ
ル形状が制約され、不経済となる問題点があつ
た。
は、主コイル１とシールドコイル２が直列接続さ
れているため、通電電流が等しく、同一電流で電
磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発生させ
る必要があつた。このため、導体の大きさやコイ
ル形状が制約され、不経済となる問題点があつ
た。
そこで、この問題点を補うために、第５図の超
電導電磁石装置が用いられている。この超電導電
磁石装置では、主コイル１と並列に永久電流スイ
ツチ６ａから接続され、この永久電流スイツチ６
ａにヒータ１１ａが組み合わされている。そして
主コイル１は電流リード７ａ、着脱式電流リード
８Ａおよび電流リード９ａを介して励磁電源１０
ａに接続され、ヒータ１１ａは電流リード１２
ａ、着脱式電流リード８Ａおよび電流リード１３
ａを介してヒータ電源１４ａに接続される。同様
に、シールドコイル２と並列に永久電流スイツチ
６ｂが接続され、この永久電流スイツチ６ｂにヒ
ータ１１ｂ組み合わされている。そしてシールド
コイル２は電流リード７ｂ、着脱式電流リード８
Ａおよび電流リード９ｂを介して励磁電源１０ｂ
に接続され、ヒータ１１ｂは電流リード１２ｂ、
着脱式電流リード８Ａおよび電流リード１３ｂを
介してヒータ電源１４ｂに接続される。
電導電磁石装置が用いられている。この超電導電
磁石装置では、主コイル１と並列に永久電流スイ
ツチ６ａから接続され、この永久電流スイツチ６
ａにヒータ１１ａが組み合わされている。そして
主コイル１は電流リード７ａ、着脱式電流リード
８Ａおよび電流リード９ａを介して励磁電源１０
ａに接続され、ヒータ１１ａは電流リード１２
ａ、着脱式電流リード８Ａおよび電流リード１３
ａを介してヒータ電源１４ａに接続される。同様
に、シールドコイル２と並列に永久電流スイツチ
６ｂが接続され、この永久電流スイツチ６ｂにヒ
ータ１１ｂ組み合わされている。そしてシールド
コイル２は電流リード７ｂ、着脱式電流リード８
Ａおよび電流リード９ｂを介して励磁電源１０ｂ
に接続され、ヒータ１１ｂは電流リード１２ｂ、
着脱式電流リード８Ａおよび電流リード１３ｂを
介してヒータ電源１４ｂに接続される。
第５図の超電導電磁石装置では、主コイル１と
シールドコイル２は電気的に独立し、独立した励
磁回路をもつているので互いに異なる電流で運転
されることができる。しかし、この超電導電磁石
装置では、電流リードが主コイル用とシールドコ
イル用の２回路必要となるため、着脱式電リード
８Ａの内部回路数が増加し、装置が大形となると
共に、励磁電源が２台必要となる問題点があつ
た。
シールドコイル２は電気的に独立し、独立した励
磁回路をもつているので互いに異なる電流で運転
されることができる。しかし、この超電導電磁石
装置では、電流リードが主コイル用とシールドコ
イル用の２回路必要となるため、着脱式電リード
８Ａの内部回路数が増加し、装置が大形となると
共に、励磁電源が２台必要となる問題点があつ
た。
上述したように、従来の超電導電磁石装置に
は、導体の大きさやコイル形状に制約があつて不
経済になり、また装置が大形になると共に励磁電
源が２台必要になるという問題点があつた。
は、導体の大きさやコイル形状に制約があつて不
経済になり、また装置が大形になると共に励磁電
源が２台必要になるという問題点があつた。
この発明は、上述したような問題点を解決する
ためになされたもので、主コイルとシールドコイ
ルの電流を同一にする必要がなく、且つ１台の励
磁電源で励磁可能な超電導電磁石装置を得ること
を目的とする。
ためになされたもので、主コイルとシールドコイ
ルの電流を同一にする必要がなく、且つ１台の励
磁電源で励磁可能な超電導電磁石装置を得ること
を目的とする。
この発明に係る超電導電磁石装置は、永久電流
スイツチがそれぞれ並列接続された主コイル、シ
ールドコイルと、主コイルの両端間に接続された
励磁電源とを設けたものである。
スイツチがそれぞれ並列接続された主コイル、シ
ールドコイルと、主コイルの両端間に接続された
励磁電源とを設けたものである。
この発明においては、主コイルとシールドコイ
ルの各々に永久電流スイツチが並列接続されてい
るので、主コイルとシールドコイルは独立した閉
回路を構成し、各々異なる電流で永久電流運転さ
れることができる。また、シールドコイルの永久
電流スイツチの開閉操作により、１台の励磁電源
で主コイルとシールドコイルを各々異なる電流値
に例示することができる。
ルの各々に永久電流スイツチが並列接続されてい
るので、主コイルとシールドコイルは独立した閉
回路を構成し、各々異なる電流で永久電流運転さ
れることができる。また、シールドコイルの永久
電流スイツチの開閉操作により、１台の励磁電源
で主コイルとシールドコイルを各々異なる電流値
に例示することができる。
以下、この発明の一実施例を添付図面について
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す電気結線図
である。主コイル１には永久電流スイツチ６ａが
並列接続され、シールドコイル２には永久電流ス
イツチ６ｂが並列接続されている。各永久電流ス
イツチ６ａ，６ｂにはそれぞれヒータ１１ａ，１
１ｂが組み合わされている。主コイル１は電流リ
ード７、着脱式電流リード８Ｂおよび電流リード
９を介して励磁電源１０に接続される。永久電流
スイツチ６ａと組み合わされたヒータ１１ａは電
流リード１２ａ、着脱式電流リード８Ｂおよび電
流リード１３ａを介してヒータ電源１４ａに接続
され、同様に永久電流スイツチ６ｂと組み合わさ
れたヒータ１１ｂは電流リード１２ｂ、着脱式電
流リード８Ｂおよび電流リード１３ｂ介してヒー
タ電源１４ｂに接続される。
である。主コイル１には永久電流スイツチ６ａが
並列接続され、シールドコイル２には永久電流ス
イツチ６ｂが並列接続されている。各永久電流ス
イツチ６ａ，６ｂにはそれぞれヒータ１１ａ，１
１ｂが組み合わされている。主コイル１は電流リ
ード７、着脱式電流リード８Ｂおよび電流リード
９を介して励磁電源１０に接続される。永久電流
スイツチ６ａと組み合わされたヒータ１１ａは電
流リード１２ａ、着脱式電流リード８Ｂおよび電
流リード１３ａを介してヒータ電源１４ａに接続
され、同様に永久電流スイツチ６ｂと組み合わさ
れたヒータ１１ｂは電流リード１２ｂ、着脱式電
流リード８Ｂおよび電流リード１３ｂ介してヒー
タ電源１４ｂに接続される。
なお、シールドコイル２は、主コイル１が電磁
石の内部空間に発生する磁界に重畳して均一な合
成磁界を発生し、且つ主コイル１が電磁石の外部
空間に作る磁界と逆極性の磁界を発生して外部漏
れ磁界を低減する。また、主コイル１およびシー
ルドコイル２はそれぞれ１個のソレノイドコイル
として図示したが、電磁石内部の作用空間に均一
な磁界（これは磁気共鳴撮像に必要である。）を
発生するため、通常複数個のコイルで構成され
る。
石の内部空間に発生する磁界に重畳して均一な合
成磁界を発生し、且つ主コイル１が電磁石の外部
空間に作る磁界と逆極性の磁界を発生して外部漏
れ磁界を低減する。また、主コイル１およびシー
ルドコイル２はそれぞれ１個のソレノイドコイル
として図示したが、電磁石内部の作用空間に均一
な磁界（これは磁気共鳴撮像に必要である。）を
発生するため、通常複数個のコイルで構成され
る。
次に、この発明による超電導電磁石装置の励磁
方法を第１図、第２ａ図、第２ｂ図および第２ｃ
図について説明する。なお、説明の都合上、主コ
イル１の運転電流をI1o、シールドコイル２の運
転電流をI2o、自己インダクタンスをL2、主コイ
ル１とシールドコイル２の相互インダクタンスを
Ｍとし且つI1o＞I2oとするが、電流およびインダ
クタンスの大小関係が異なる場合でもこの発明の
目的を達成することができる。
方法を第１図、第２ａ図、第２ｂ図および第２ｃ
図について説明する。なお、説明の都合上、主コ
イル１の運転電流をI1o、シールドコイル２の運
転電流をI2o、自己インダクタンスをL2、主コイ
ル１とシールドコイル２の相互インダクタンスを
Ｍとし且つI1o＞I2oとするが、電流およびインダ
クタンスの大小関係が異なる場合でもこの発明の
目的を達成することができる。
まず、超電導電磁石装置に着脱式電流リード８
Ｂを装着して励磁電源１０およびヒータ電源１４
ａ，１４ｂを接続することにより、第１図の回路
を構成する。ヒータ電源１４ａ，１４ｂからそれ
ぞれヒータ１１ａ，１１ｂに通電して永久電流ス
イツチ６ａ，６ｂを開き、励磁電源１０から主コ
イル１に電流を供給する。この状態では、第２ａ
図に示す通り、シールドコイル２は永久電流スイ
ツチ６ｂによつて開路されており、電源にも接続
されていないので、電流が供給されない。
Ｂを装着して励磁電源１０およびヒータ電源１４
ａ，１４ｂを接続することにより、第１図の回路
を構成する。ヒータ電源１４ａ，１４ｂからそれ
ぞれヒータ１１ａ，１１ｂに通電して永久電流ス
イツチ６ａ，６ｂを開き、励磁電源１０から主コ
イル１に電流を供給する。この状態では、第２ａ
図に示す通り、シールドコイル２は永久電流スイ
ツチ６ｂによつて開路されており、電源にも接続
されていないので、電流が供給されない。
主コイル１に通電する電流がコイルのインダク
タンスおよい運転電流で定まる値I1'＝I1o−L2／ＭI2o に達した後に、シールドコイル２に並列接続され
た永久電流スイツチ６ｂのヒータ１１ｂの通電を
停止して永久電流スイツチ６ｂを閉じると、第２
ｂ図に示すようにシールドコイル２は並列接続さ
れた永久電流スイツチ６ｂと共に超電導閉回路を
構成し、主コイル１との磁気結合により電流を誘
起する。シールドコイル２に誘起される電流はI2
はコイルのインダクタンスの主コイル１の電流変
化分によつて定まり、主コイル１の電流をI1′か
らI1oに上昇させるとき、次式で与えられる。
タンスおよい運転電流で定まる値I1'＝I1o−L2／ＭI2o に達した後に、シールドコイル２に並列接続され
た永久電流スイツチ６ｂのヒータ１１ｂの通電を
停止して永久電流スイツチ６ｂを閉じると、第２
ｂ図に示すようにシールドコイル２は並列接続さ
れた永久電流スイツチ６ｂと共に超電導閉回路を
構成し、主コイル１との磁気結合により電流を誘
起する。シールドコイル２に誘起される電流はI2
はコイルのインダクタンスの主コイル１の電流変
化分によつて定まり、主コイル１の電流をI1′か
らI1oに上昇させるとき、次式で与えられる。
I2＝−Ｍ／L2（I1o−I1′）＝−Ｍ／L2・L2／ＭI2o＝−
I2o 即ち、第３ｃに示す通りシールドコイル２の運
転電流I2oに相当する電流が誘起される。
I2o 即ち、第３ｃに示す通りシールドコイル２の運
転電流I2oに相当する電流が誘起される。
この構成によれば、主コイル１とシールドコイ
ル２は別個の閉回路を構成するので、主コイル１
とシールドコイル２は異なる電流で運転されるこ
とができ、運転電流を各々のコイルの最適値に設
定することができる。また、設置場所の条件に応
じてシールドコイル２に通電する電流を変え、シ
ールドコイル２による磁気しやへい効果を変化さ
せることもできる。
ル２は別個の閉回路を構成するので、主コイル１
とシールドコイル２は異なる電流で運転されるこ
とができ、運転電流を各々のコイルの最適値に設
定することができる。また、設置場所の条件に応
じてシールドコイル２に通電する電流を変え、シ
ールドコイル２による磁気しやへい効果を変化さ
せることもできる。
更に、この構成によれば、着脱式電流リード８
Ｂおよび例電源１０は１組でよく、主コイル１お
よびシールドコイル２の各々に着脱式電流リード
および励磁電源を設けた場合に比べて装置の価格
を低減することができる。
Ｂおよび例電源１０は１組でよく、主コイル１お
よびシールドコイル２の各々に着脱式電流リード
および励磁電源を設けた場合に比べて装置の価格
を低減することができる。
以上、詳述したように、この発明は、主コイル
とシールドコイルに各々永久電流スイツチを並列
接続し且つ主コイルの両端間に励磁電源を接続し
たので、主コイルとシールドコイルを異なる電流
で運転することができ、また１台の励磁電源で励
磁できるので、装置を安価に製作できると共に、
シールドコイルの運転電流を任意に設定できるの
で、シールドコイルによる磁気しやへい効果を変
化させることができる効果を奏する。
とシールドコイルに各々永久電流スイツチを並列
接続し且つ主コイルの両端間に励磁電源を接続し
たので、主コイルとシールドコイルを異なる電流
で運転することができ、また１台の励磁電源で励
磁できるので、装置を安価に製作できると共に、
シールドコイルの運転電流を任意に設定できるの
で、シールドコイルによる磁気しやへい効果を変
化させることができる効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例の電気結線図、第
２ａ図および第２ｂ図は第１図に示した実施例の
励磁方法を説明する回路図、第２ｃ図は第２ａ図
および第２ｂ図の回路動作を説明するグラフ図、
第３図は電磁石の構成を示す断面図、第４図は従
来の超電導電磁石装置の電気接続図、第５図は従
来の他の超電導電磁石装置の電気接続図である。 図において、１は主コイル、２はシールドコイ
ル、６ａおよび６ｂは永久電流スイツチ、１１ａ
および１１ｂはヒータ、８Ｂは着脱式電流リー
ド、１０は励磁電源、１４ａおよび１４ｂはヒー
タ電源である。なお、各図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
２ａ図および第２ｂ図は第１図に示した実施例の
励磁方法を説明する回路図、第２ｃ図は第２ａ図
および第２ｂ図の回路動作を説明するグラフ図、
第３図は電磁石の構成を示す断面図、第４図は従
来の超電導電磁石装置の電気接続図、第５図は従
来の他の超電導電磁石装置の電気接続図である。 図において、１は主コイル、２はシールドコイ
ル、６ａおよび６ｂは永久電流スイツチ、１１ａ
および１１ｂはヒータ、８Ｂは着脱式電流リー
ド、１０は励磁電源、１４ａおよび１４ｂはヒー
タ電源である。なお、各図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超電導主コイルとこの主コイルが発生する外
部漏れ磁界を低減する超電導シールドコイルと前
記主コイル、前記シールドコイルにそれぞれ並列
接続された永久電流スイツチと、前記主コイルの
両端間に接続された励磁電源とを備えたことを特
徴とする超電導電磁石装置。 ２ 各永久電流スイツチは、ヒータおよびこのヒ
ータの両端間に接続されたヒータ電源と組合わさ
れている特許請求の範囲第１項記載の超電導電磁
石装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154567A JPS64715A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Superconducting electromagnet device |
| US07/210,082 US4868707A (en) | 1987-06-23 | 1988-06-22 | Superconducting electromagnet apparatus |
| GB8815003A GB2206242B (en) | 1987-06-23 | 1988-06-23 | Superconducting electromagnet apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154567A JPS64715A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Superconducting electromagnet device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01715A JPH01715A (ja) | 1989-01-05 |
| JPS64715A JPS64715A (en) | 1989-01-05 |
| JPH0482166B2 true JPH0482166B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=15587060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62154567A Granted JPS64715A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Superconducting electromagnet device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4868707A (ja) |
| JP (1) | JPS64715A (ja) |
| GB (1) | GB2206242B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0687447B2 (ja) * | 1988-07-27 | 1994-11-02 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネツト装置 |
| US5216568A (en) * | 1988-09-08 | 1993-06-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting magnet device |
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