JPS6324248B2 - - Google Patents
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- JPS6324248B2 JPS6324248B2 JP17696481A JP17696481A JPS6324248B2 JP S6324248 B2 JPS6324248 B2 JP S6324248B2 JP 17696481 A JP17696481 A JP 17696481A JP 17696481 A JP17696481 A JP 17696481A JP S6324248 B2 JPS6324248 B2 JP S6324248B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
- G01F23/241—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid for discrete levels
- G01F23/243—Schematic arrangements of probes combined with measuring circuits
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は水位検出装置に関するものである。
従来の水位検出装置は、第1図に示すように、
交流電源ACに降圧トランスTの1次巻線を接続
し、この降圧トランスTの第1の2次巻線T1に
ダイオードD1およびコンデンサC1よりなる第1
の整流平滑回路CD1を接続し、この第1の整流平
滑回路CD1の出力端に異常報知用のリレーRY1お
よびスイツチングトランジスタQ1の直列回路を
接続し、降圧トランスTの第2の2次巻線T2に
ダイオードD2およびコンデンサC2よりなる第2
の整流平滑回路CD2を接続し、この第2の整流平
滑回路CD2の出力端に制御用のリレーRY2および
スイツチングトランジスタQ2の直列回路を接続
し、降圧トランスTの第3の2次巻線T3の一端
にダイオードブリツジDB1,DB2のそれぞれの一
方の交流入力端を接続し、ダイオードブリツジ
DB1の他方の交流入力端を信号線L1を介して水槽
K内の第1の水位検出電極E1に接続し、ダイオ
ードブリツジDB2の他方の交流入力端を信号線L2
を介して水槽K内の第2の水位検出電極E2に接
続するとともにリレーRY2の常開接点ry2aおよび
信号線L3を介して水槽K内の第3の水位検出電
極E3に接続し、降圧トランスTの第3の2次巻
線の他端を信号線L0を介して水槽K内の共通電
極E0に接続し、ダイオードブリツジDB1の一対の
直流出力端を抵抗R1,R2およびコンデンサC3を
介してスイツチングトランジスタQ1のベース・
エミツタ間に接続するとともに、ダイオードブリ
ツジDB2の一対の直流出力端を抵抗R3,R4およ
びコンデンサC4を介してスイツチングトランジ
スタQ2のベース・エミツタ間に接続し、また、
リレーRY1の常開接点ry1aを介して異常報知用ラ
ンプLPに給電するとともにリレーRY2の常開接
点ry2bを介して排水ポンプを駆動するモータMに
給電するようにしている。
交流電源ACに降圧トランスTの1次巻線を接続
し、この降圧トランスTの第1の2次巻線T1に
ダイオードD1およびコンデンサC1よりなる第1
の整流平滑回路CD1を接続し、この第1の整流平
滑回路CD1の出力端に異常報知用のリレーRY1お
よびスイツチングトランジスタQ1の直列回路を
接続し、降圧トランスTの第2の2次巻線T2に
ダイオードD2およびコンデンサC2よりなる第2
の整流平滑回路CD2を接続し、この第2の整流平
滑回路CD2の出力端に制御用のリレーRY2および
スイツチングトランジスタQ2の直列回路を接続
し、降圧トランスTの第3の2次巻線T3の一端
にダイオードブリツジDB1,DB2のそれぞれの一
方の交流入力端を接続し、ダイオードブリツジ
DB1の他方の交流入力端を信号線L1を介して水槽
K内の第1の水位検出電極E1に接続し、ダイオ
ードブリツジDB2の他方の交流入力端を信号線L2
を介して水槽K内の第2の水位検出電極E2に接
続するとともにリレーRY2の常開接点ry2aおよび
信号線L3を介して水槽K内の第3の水位検出電
極E3に接続し、降圧トランスTの第3の2次巻
線の他端を信号線L0を介して水槽K内の共通電
極E0に接続し、ダイオードブリツジDB1の一対の
直流出力端を抵抗R1,R2およびコンデンサC3を
介してスイツチングトランジスタQ1のベース・
エミツタ間に接続するとともに、ダイオードブリ
ツジDB2の一対の直流出力端を抵抗R3,R4およ
びコンデンサC4を介してスイツチングトランジ
スタQ2のベース・エミツタ間に接続し、また、
リレーRY1の常開接点ry1aを介して異常報知用ラ
ンプLPに給電するとともにリレーRY2の常開接
点ry2bを介して排水ポンプを駆動するモータMに
給電するようにしている。
この水位検出装置は、水槽K内の水位がX1未
満のときは、共通電極E0と水位検出電極E1,E2,
E3との間がすべて開放状態であつて、降圧トラ
ンスTの第3の2次巻線T3からスイツチングト
ランジスタQ1,Q2へはベース電流が供給されず、
スイツチングトランジスタQ1,Q2はともにオフ
であり、リレーRY1,RY2はそれぞれ非励磁状態
であり、常開接点ry1a,ry2a,ry2bはそれぞれ開
成状態であり、異常報知用ランプLPは消灯し、
モータMが停止して排水動作は停止している。
満のときは、共通電極E0と水位検出電極E1,E2,
E3との間がすべて開放状態であつて、降圧トラ
ンスTの第3の2次巻線T3からスイツチングト
ランジスタQ1,Q2へはベース電流が供給されず、
スイツチングトランジスタQ1,Q2はともにオフ
であり、リレーRY1,RY2はそれぞれ非励磁状態
であり、常開接点ry1a,ry2a,ry2bはそれぞれ開
成状態であり、異常報知用ランプLPは消灯し、
モータMが停止して排水動作は停止している。
水槽K内の水位が上昇してX1以上になると、
共通電極E0と水位検出電極E3との間が水を介し
て導通状態となるが、常開接点ry2aにより信号線
L3はダイオードブリツジDB2から切離されている
ため、リレーRY1,RY2の状態は変化しない。
共通電極E0と水位検出電極E3との間が水を介し
て導通状態となるが、常開接点ry2aにより信号線
L3はダイオードブリツジDB2から切離されている
ため、リレーRY1,RY2の状態は変化しない。
水槽K内の水位がさらに上昇してX2以上にな
ると、共通電極E0と水位検出電極E2との間が水
を介して導通状態となり、降圧トランスTの第3
の2次巻線T3からダイオードブリツジDB2,抵
抗R3,R4およびコンデンサC4を介してスイツチ
ングトランジスタQ2にベース電流が供給され、
スイツチングトランジスタQ2がオンとなつてリ
レーRY2が励磁状態となり、常開接点ry2a,ry2b
が閉成し、信号線L3がダイオードブリツジDB2と
接続されるとともにモータMが作動して排水ポン
プが水槽Kから排水する。
ると、共通電極E0と水位検出電極E2との間が水
を介して導通状態となり、降圧トランスTの第3
の2次巻線T3からダイオードブリツジDB2,抵
抗R3,R4およびコンデンサC4を介してスイツチ
ングトランジスタQ2にベース電流が供給され、
スイツチングトランジスタQ2がオンとなつてリ
レーRY2が励磁状態となり、常開接点ry2a,ry2b
が閉成し、信号線L3がダイオードブリツジDB2と
接続されるとともにモータMが作動して排水ポン
プが水槽Kから排水する。
排水ポンプの作動により水槽K内の水位がX2
未満になると共通電極E0と水位検出電極E2との
間が開放状態となるが常開接点ry2aの閉成により
信号線L3がダイオードブリツジDB2に接続されか
つ共通電極E0と水位検出電極E3との間が水によ
り導通しているため、リレーRY1,RY2の状態は
変化せず排水動作が継続される。
未満になると共通電極E0と水位検出電極E2との
間が開放状態となるが常開接点ry2aの閉成により
信号線L3がダイオードブリツジDB2に接続されか
つ共通電極E0と水位検出電極E3との間が水によ
り導通しているため、リレーRY1,RY2の状態は
変化せず排水動作が継続される。
水槽K内の水位がさらに減少してX1未満とな
ると、共通電極E0と水位検出電極E3との間が開
放状態となり、降圧トランスTの第3の2次巻線
T3からスイツチングトランジスタQ2へのベース
電流の供給が停止して、スイツチングトランジス
タQ2がオフとなつてリレーRY2が非励磁状態と
なり、常開接点ry2a,ry2bが開成し、信号線L3が
ダイオードブリツジDB2から切離されるとともに
モータMが停止して排水動作が停止する。
ると、共通電極E0と水位検出電極E3との間が開
放状態となり、降圧トランスTの第3の2次巻線
T3からスイツチングトランジスタQ2へのベース
電流の供給が停止して、スイツチングトランジス
タQ2がオフとなつてリレーRY2が非励磁状態と
なり、常開接点ry2a,ry2bが開成し、信号線L3が
ダイオードブリツジDB2から切離されるとともに
モータMが停止して排水動作が停止する。
以下、上記動作を繰返す。
そして、排水ポンプ等の故障により排水が行わ
れず、水槽K内の水位がX3以上になると、共通
電極E0と水位検出電極E1とが水を介して導通状
態となり、降圧トランスTの第3の2次巻線T3
からダイオードブリツジDB1,抵抗R1,R2およ
びコンデンサC3を介してスイツチングトランジ
スタQ1にベース電流が供給され、スイツチング
トランジスタQ1がオンとなつてリレーRY1が励
磁状態となり、常開接点ry1aが閉成して異常報知
用ランプLPが点灯することにより満水報知が行
われる。
れず、水槽K内の水位がX3以上になると、共通
電極E0と水位検出電極E1とが水を介して導通状
態となり、降圧トランスTの第3の2次巻線T3
からダイオードブリツジDB1,抵抗R1,R2およ
びコンデンサC3を介してスイツチングトランジ
スタQ1にベース電流が供給され、スイツチング
トランジスタQ1がオンとなつてリレーRY1が励
磁状態となり、常開接点ry1aが閉成して異常報知
用ランプLPが点灯することにより満水報知が行
われる。
なお、給水制御を行う場合はリレーRY2の常閉
接点を介してモータMに給電し、このモータMで
給水ポンプを駆動するようにすればよい。
接点を介してモータMに給電し、このモータMで
給水ポンプを駆動するようにすればよい。
しかし、このような従来の水位検出装置は、水
位検出電極E1,E2,E3の各1本当りそれぞれ1
本の信号線L1,L2,L3を必要とし、多段階の水
位検出を行う場合、検出装置本体Yと水槽Kとは
通常別の場所に設置しているため、施工時に誤結
線するおそれがあり、また遠距離検出の場合の配
線コストも過大なものであつた。また、遠距離の
検出を行う場合に、信号線L0と信号線L1〜L3と
の間に対地静電容量(等価線間容量)が生じ、こ
の対地静電容量は信号線L0〜L3が長くなればな
るほど大きくなるため、信号線L0〜L3の長さが
ある程度以上になると対地静電容量による漏れ電
流のためにあたかも共通電極E0と水位検出電極
E1〜E3との間が水を介して導通したかのように
動作し、スイツチングトランジスタQ1,Q2がオ
ンとなつてリレーRY1,RY2が励磁されることに
なり(誤動作する)、その上、電極間電圧V1もお
のずと制限されるため、この誤動作防止の都合上
信号線L0〜L4の長さが制限され、遠距離検出を
行うことができなかつた。
位検出電極E1,E2,E3の各1本当りそれぞれ1
本の信号線L1,L2,L3を必要とし、多段階の水
位検出を行う場合、検出装置本体Yと水槽Kとは
通常別の場所に設置しているため、施工時に誤結
線するおそれがあり、また遠距離検出の場合の配
線コストも過大なものであつた。また、遠距離の
検出を行う場合に、信号線L0と信号線L1〜L3と
の間に対地静電容量(等価線間容量)が生じ、こ
の対地静電容量は信号線L0〜L3が長くなればな
るほど大きくなるため、信号線L0〜L3の長さが
ある程度以上になると対地静電容量による漏れ電
流のためにあたかも共通電極E0と水位検出電極
E1〜E3との間が水を介して導通したかのように
動作し、スイツチングトランジスタQ1,Q2がオ
ンとなつてリレーRY1,RY2が励磁されることに
なり(誤動作する)、その上、電極間電圧V1もお
のずと制限されるため、この誤動作防止の都合上
信号線L0〜L4の長さが制限され、遠距離検出を
行うことができなかつた。
したがつて、この発明の目的は、信号線の本数
を少くすることができ、遠距離検出を誤動作なく
行うことができる水位検出装置を提供することで
ある。
を少くすることができ、遠距離検出を誤動作なく
行うことができる水位検出装置を提供することで
ある。
この発明の一実施例を第2図および第3図に示
す。すなわち、この水位検出装置は、交流電源
ACに降圧トランスTの1次巻線を接続し、この
降圧トランスTの第1の2次巻線T1を整流平滑
回路CD1に接続し、この整流平滑回路CD1から掛
算回路MP,2乗回路SQ,レベル比較器LCおよ
び制御回路CRに給電し、降圧トランスTの2次
巻線T2に電圧検出回路VDおよび整流平滑回路
CD3を並列に接続し、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3の一端にカレントトランスCTの1次巻
線を接続し、このカレントトランスCTの1次巻
線の他端に信号線L1の一端を接続し、降圧トラ
ンスTの第3の2次巻線T3の他端に信号線L0の
一端を接続し、信号線L1の他端にそれぞれ抵抗
r1,r2,r3を介して水槽K内に設置した水位検出
電極E1,E2,E3を接続し、信号線L0の他端に水
槽K内に設置した共通電極E0を接続し、電圧検
出回路VDの2次巻線出力とカレントトランス
CTの2次巻線出力とを掛算回路MPで掛算し、
この掛算回路MPの出力をローパスフイルタFで
平均化し、一方、整流平滑回路CD3の出力電圧を
2乗回路SQで2乗し、ローパスフイルタFの出
力をレベル比較器LCで2乗回路SQの出力電圧を
分圧して得た順次高くなる第1,第2,第3の基
準電圧と比較し、このレベル比較器LCの出力に
応答して制御回路CRがボンプ等を制御するよう
になつている。この場合、ローパスフイルタFは
抵抗R5,R6およびコンデンサC5で構成されてい
る。レベル比較器LCはローパスフイルタFの出
力がそれぞれの一方の入力端に共通に加えられる
コンパレータCP1,CP2,CP3と、2乗回路SQの
出力電圧を分圧して3個の基準電圧をつくりそれ
らを各々コンパレータCP1,CP2,CP3の他方の
入力端に与える可変抵抗VRおよび抵抗R7,R8,
R9の直列回路とから構成されている。整流平滑
回路CD3はダイオードD3,コンデンサC6,C7お
よび抵抗R10,R11で構成されている。制御回路
CRは、レベル比較器LCの各コンパレータCP1〜
CP3の出力に応動するリレーシーケンス回路,ロ
ジツクシーケンス回路およびP−ROM等のシー
ケンスコントローラSCと、このシーケンスコン
トローラSCの出力に応動するリレーRY1,RY2
とで構成されている。電圧検出回路VDは、降圧
トランスTの第2の2次巻線T2の電圧V2を分割
する抵抗R12,R13で構成されている。抵抗r1,
r2,r3は水の抵抗を無視できる程度に高く設定し
ている。なお、R0はカレントトランスCTの負荷
抵抗、Zはバリスタ、C8は位相補正用のコンデ
ンサである。
す。すなわち、この水位検出装置は、交流電源
ACに降圧トランスTの1次巻線を接続し、この
降圧トランスTの第1の2次巻線T1を整流平滑
回路CD1に接続し、この整流平滑回路CD1から掛
算回路MP,2乗回路SQ,レベル比較器LCおよ
び制御回路CRに給電し、降圧トランスTの2次
巻線T2に電圧検出回路VDおよび整流平滑回路
CD3を並列に接続し、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3の一端にカレントトランスCTの1次巻
線を接続し、このカレントトランスCTの1次巻
線の他端に信号線L1の一端を接続し、降圧トラ
ンスTの第3の2次巻線T3の他端に信号線L0の
一端を接続し、信号線L1の他端にそれぞれ抵抗
r1,r2,r3を介して水槽K内に設置した水位検出
電極E1,E2,E3を接続し、信号線L0の他端に水
槽K内に設置した共通電極E0を接続し、電圧検
出回路VDの2次巻線出力とカレントトランス
CTの2次巻線出力とを掛算回路MPで掛算し、
この掛算回路MPの出力をローパスフイルタFで
平均化し、一方、整流平滑回路CD3の出力電圧を
2乗回路SQで2乗し、ローパスフイルタFの出
力をレベル比較器LCで2乗回路SQの出力電圧を
分圧して得た順次高くなる第1,第2,第3の基
準電圧と比較し、このレベル比較器LCの出力に
応答して制御回路CRがボンプ等を制御するよう
になつている。この場合、ローパスフイルタFは
抵抗R5,R6およびコンデンサC5で構成されてい
る。レベル比較器LCはローパスフイルタFの出
力がそれぞれの一方の入力端に共通に加えられる
コンパレータCP1,CP2,CP3と、2乗回路SQの
出力電圧を分圧して3個の基準電圧をつくりそれ
らを各々コンパレータCP1,CP2,CP3の他方の
入力端に与える可変抵抗VRおよび抵抗R7,R8,
R9の直列回路とから構成されている。整流平滑
回路CD3はダイオードD3,コンデンサC6,C7お
よび抵抗R10,R11で構成されている。制御回路
CRは、レベル比較器LCの各コンパレータCP1〜
CP3の出力に応動するリレーシーケンス回路,ロ
ジツクシーケンス回路およびP−ROM等のシー
ケンスコントローラSCと、このシーケンスコン
トローラSCの出力に応動するリレーRY1,RY2
とで構成されている。電圧検出回路VDは、降圧
トランスTの第2の2次巻線T2の電圧V2を分割
する抵抗R12,R13で構成されている。抵抗r1,
r2,r3は水の抵抗を無視できる程度に高く設定し
ている。なお、R0はカレントトランスCTの負荷
抵抗、Zはバリスタ、C8は位相補正用のコンデ
ンサである。
つぎに、この水位検出装置の動作を説明する。
水槽K内の水位がX1未満であつて電極E1〜E3
が水に浸つていないときは、降圧トランスTの第
3の2次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻
線−信号線L1−等価線間容量C0−信号線L0−降
圧トランスTの第3の2次巻線T3の経路で電流I0
が流れ、降圧トランスTの第3の2次巻線T3か
ら流出する電流i1はI0となる。この電流I0は等価
線間容量C0を通して流れる漏れ電流であつて第
4図に示すような波形となり、このときの電圧検
出回路VDの出力、すなわち降圧トランスTの2
次巻線T2の電圧V2の抵抗R12,R13による分圧電
圧v0の波形も第4図に合わせて示している。
が水に浸つていないときは、降圧トランスTの第
3の2次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻
線−信号線L1−等価線間容量C0−信号線L0−降
圧トランスTの第3の2次巻線T3の経路で電流I0
が流れ、降圧トランスTの第3の2次巻線T3か
ら流出する電流i1はI0となる。この電流I0は等価
線間容量C0を通して流れる漏れ電流であつて第
4図に示すような波形となり、このときの電圧検
出回路VDの出力、すなわち降圧トランスTの2
次巻線T2の電圧V2の抵抗R12,R13による分圧電
圧v0の波形も第4図に合わせて示している。
この電流I0がカレントトランスCTで検出され、
その2次巻線電圧が掛算回路MPの一方の入力端
に入力される。このときに、カレントトランス
CTの1次側と2次側の電流および電圧波形の位
相がコンデンサC8によつて同位相となるように
補正される。
その2次巻線電圧が掛算回路MPの一方の入力端
に入力される。このときに、カレントトランス
CTの1次側と2次側の電流および電圧波形の位
相がコンデンサC8によつて同位相となるように
補正される。
また、分圧電圧v0が掛算回路MPの他方の入力
端に入力される。このときの電圧v0と電圧V1の
極性を一致させることによりあたかも電圧V1が
掛算回路MPに入力されるがごとく機能させる。
端に入力される。このときの電圧v0と電圧V1の
極性を一致させることによりあたかも電圧V1が
掛算回路MPに入力されるがごとく機能させる。
掛算回路MPは上記2つの入力を掛算して電圧
v1′を出力するが、この電圧v1′は第5図に示すよ
うな波形となり、電流I0と電圧v0とによる等価瞬
時電力量を示している。
v1′を出力するが、この電圧v1′は第5図に示すよ
うな波形となり、電流I0と電圧v0とによる等価瞬
時電力量を示している。
この掛算回路MPから出力される電圧v1′はロー
パスフイルタFで平均化されるが、このローパス
フイルタFから出力される電圧v2′は第6図に示
すように0となり、この電圧v2′は電流I0と電圧v0
とによる等価有効電力量であり、等価線間容量
C0が純容量であればこの値は常に0である。
パスフイルタFで平均化されるが、このローパス
フイルタFから出力される電圧v2′は第6図に示
すように0となり、この電圧v2′は電流I0と電圧v0
とによる等価有効電力量であり、等価線間容量
C0が純容量であればこの値は常に0である。
この電圧v2′がレベル比較器LCで2乗回路SQの
出力電圧を分圧した順次高くなる第1,第2,第
3の基準電圧と比較されるが、電圧v2′の方が第
1の基準電圧より低く、コンパレータCP1〜CP3
の出力はすべて低レベルとなり、このコンパレー
タCP1〜CP3の出力に応答してシーケンスコント
ローラSCがリレーRY1,RY2を制御する。
出力電圧を分圧した順次高くなる第1,第2,第
3の基準電圧と比較されるが、電圧v2′の方が第
1の基準電圧より低く、コンパレータCP1〜CP3
の出力はすべて低レベルとなり、このコンパレー
タCP1〜CP3の出力に応答してシーケンスコント
ローラSCがリレーRY1,RY2を制御する。
水槽K内の水位がX1以上になつて水位検出電
極E3が水に浸ると、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻線−信
号線L1−水位検出電極E3−抵抗r3−水−共通電極
E0−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻
線T3の経路で水を通して電流I3が流れることにな
り、降圧トランスTの第3の2次巻線T3から流
出する電流i1はI0+I3となつて第4図に示すよう
な波形となり、信号線L1,L0間の抵抗値はr3とな
る。
極E3が水に浸ると、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻線−信
号線L1−水位検出電極E3−抵抗r3−水−共通電極
E0−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻
線T3の経路で水を通して電流I3が流れることにな
り、降圧トランスTの第3の2次巻線T3から流
出する電流i1はI0+I3となつて第4図に示すよう
な波形となり、信号線L1,L0間の抵抗値はr3とな
る。
この電流I0+I3がカレントトランスCTで検出
され、その2次巻線電圧が掛算回路MPの一方の
入力端に入力され、分圧電圧v0が掛算回路MPの
他方の入力端に入力され、掛算回路MPは上記2
つの入力を掛算して第5図に示すような波形の電
圧v1を出力し、この電圧v1がローパスフイルタF
で平均化されて第6図に示すような波形の電圧v2
となり、この電圧v2は水位検出電極E3と共通電極
E0との間を流れる電流I3と電圧v0とによる等価有
効電力量であり、電流I3による電力分のみを検出
したことになる。
され、その2次巻線電圧が掛算回路MPの一方の
入力端に入力され、分圧電圧v0が掛算回路MPの
他方の入力端に入力され、掛算回路MPは上記2
つの入力を掛算して第5図に示すような波形の電
圧v1を出力し、この電圧v1がローパスフイルタF
で平均化されて第6図に示すような波形の電圧v2
となり、この電圧v2は水位検出電極E3と共通電極
E0との間を流れる電流I3と電圧v0とによる等価有
効電力量であり、電流I3による電力分のみを検出
したことになる。
この電圧v2がレベル比較器LCで第1,第2お
よび第3の基準電圧と比較されるが、電圧v2は第
1の基準電圧より高く第2の基準電圧より低いた
め、コンパレータCP1の出力が高レベルとなると
ともにコンパレータCP2,CP3の出力が低レベル
となり、このコンパレータCP1〜CP3の出力に応
答してシーケンスコントローラSCがリレーRY1,
RY2を制御する。
よび第3の基準電圧と比較されるが、電圧v2は第
1の基準電圧より高く第2の基準電圧より低いた
め、コンパレータCP1の出力が高レベルとなると
ともにコンパレータCP2,CP3の出力が低レベル
となり、このコンパレータCP1〜CP3の出力に応
答してシーケンスコントローラSCがリレーRY1,
RY2を制御する。
水槽K内の水位がX2以上になつて水位検出電
極E2が水に浸ると、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻線−信
号線L1−水位検出電極E2−抵抗r2−水−共通電極
E0−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻
線T3の経路で水を通して電流I2が流れることにな
り、降圧トランスTの第3の2次巻線T3から流
出する電流i1はI0+I2+I3となり、信号線L1,L0
間の抵抗値は 1/1/r2+1/r3 となる。
極E2が水に浸ると、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻線−信
号線L1−水位検出電極E2−抵抗r2−水−共通電極
E0−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻
線T3の経路で水を通して電流I2が流れることにな
り、降圧トランスTの第3の2次巻線T3から流
出する電流i1はI0+I2+I3となり、信号線L1,L0
間の抵抗値は 1/1/r2+1/r3 となる。
この電流I0+I2+I3がカレントトランスCTで検
出され、その2次巻線電圧が掛算回路MPの一方
の入力端に入力され、分圧電圧v0が掛算回路MP
の他方の入力端に入力され、掛算回路MPは同様
に電圧v1を出力し、この電圧v1はローパスフイル
タFを通つて電圧v2(電流I2+I3による電力分に相
当)となり、第1,第2および第3の基準電圧と
比較されるが、電圧v2は第2の基準電圧より高く
第3の基準電圧より低いため、コンパレータ
CP1,CP2の出力が高レベルとなるとともにコン
パレータCP3の出力が低レベルとなる。
出され、その2次巻線電圧が掛算回路MPの一方
の入力端に入力され、分圧電圧v0が掛算回路MP
の他方の入力端に入力され、掛算回路MPは同様
に電圧v1を出力し、この電圧v1はローパスフイル
タFを通つて電圧v2(電流I2+I3による電力分に相
当)となり、第1,第2および第3の基準電圧と
比較されるが、電圧v2は第2の基準電圧より高く
第3の基準電圧より低いため、コンパレータ
CP1,CP2の出力が高レベルとなるとともにコン
パレータCP3の出力が低レベルとなる。
水槽K内の水位がX3以上になつて水位検出電
極E1が水に浸ると、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻線−信
号線L1−水位検出電極E1−抵抗r1−水−共通電極
E0−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻
線T3の経路で水を通して電流I1が流れることにな
り、降圧トランスTの第3の2次巻線T3から流
出する電流i1はI0+I1+I2+I3となり、信号線L1,
L0間の抵抗値は 1/1/r1+1/r2+1/r3 となる。
極E1が水に浸ると、降圧トランスTの第3の2
次巻線T3−カレントトランスCTの1次巻線−信
号線L1−水位検出電極E1−抵抗r1−水−共通電極
E0−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻
線T3の経路で水を通して電流I1が流れることにな
り、降圧トランスTの第3の2次巻線T3から流
出する電流i1はI0+I1+I2+I3となり、信号線L1,
L0間の抵抗値は 1/1/r1+1/r2+1/r3 となる。
この電流I0+I1+I2+I3が流れることにより掛
算回路MPは同様に電圧v1を出力し、この電圧v1
はローパスフイルタFを通つて電圧v2(電流I1+I2
+I3による電力分に相当)となり、第1,第2お
よび第3の基準電圧と比較されるが、電圧v2は第
3の基準電圧より高いため、コンパレータCP1〜
CP3の出力がすべて高レベルとなる。
算回路MPは同様に電圧v1を出力し、この電圧v1
はローパスフイルタFを通つて電圧v2(電流I1+I2
+I3による電力分に相当)となり、第1,第2お
よび第3の基準電圧と比較されるが、電圧v2は第
3の基準電圧より高いため、コンパレータCP1〜
CP3の出力がすべて高レベルとなる。
第7図は水槽K内の水位変化に対する信号線
L1,L0間の抵抗値変化を示す特性図で、第8図
は水槽K内の水位変化に対する電流i1の変化を示
す特性図で、抵抗r1,r2,r3の抵抗値を等しくす
れば、電流i1は水位変化に対して段高の等しい階
段状に変化することになる。
L1,L0間の抵抗値変化を示す特性図で、第8図
は水槽K内の水位変化に対する電流i1の変化を示
す特性図で、抵抗r1,r2,r3の抵抗値を等しくす
れば、電流i1は水位変化に対して段高の等しい階
段状に変化することになる。
なお、第1,第2および第3の基準電圧、すな
わち、コンパレータCP1〜CP3の反転レベルはノ
イズ誤動作等を考慮して任意の値に設定される。
わち、コンパレータCP1〜CP3の反転レベルはノ
イズ誤動作等を考慮して任意の値に設定される。
このように、この実施例の水位検出装置は、電
流i1と電圧v0とによる等価有効電力量を算出し、
この等価有効電力量をレベル比較器LCに加えて
第1,第2および第3の基準電圧と比較するよう
にしたため、等価線間容量C0の影響を全く受け
なくなり、遠距離検出を容易に行うことができ
る。また、降圧トランスTの第3の2次巻線T3
から流出する電流i1を検出するように構成すると
ともに、水位検出電極E1,E2,E3をそれぞれ抵
抗r1,r2,r3を介して信号線L1に接続し、水槽K
内の水位の変化に応じて降圧トランスTの第3の
2次巻線T3から流出する電流i1を階段状に変化さ
せるようにしたため、3つの水位を2本の信号線
L1,L0のみで検出することができ、この本数は
検出レベル数が増加しても増えることなく、施工
時の誤結線を防止できるとともに配線コストを抑
さえることができる。また、レベル比較器LCに
与える基準電圧を、降圧トランスTの第2の2次
巻線T2の電圧V2を整流平滑して2乗した電圧を
分圧することにより作つて2次側電力追従方式と
したため、交流電源ACの電圧変動に対して動作
が安定する。また、降圧トランスTの第3の2次
巻線T3から信号線L1,L0を通つて水位検出電極
E1〜E3および共通電極E0へ至る回路ループから
整流平滑回路CD1,CD3,掛算回路MP,ローパ
スフイルタF,レベル比較器LC,制御回路CR,
2乗回路SQおよび電圧検出回路VDをカレントト
ランスCTおよび降圧トランスTで絶縁分離した
ため、それらの電子回路部品の雷サージおよび開
閉サージ等による破壊を防止できる。
流i1と電圧v0とによる等価有効電力量を算出し、
この等価有効電力量をレベル比較器LCに加えて
第1,第2および第3の基準電圧と比較するよう
にしたため、等価線間容量C0の影響を全く受け
なくなり、遠距離検出を容易に行うことができ
る。また、降圧トランスTの第3の2次巻線T3
から流出する電流i1を検出するように構成すると
ともに、水位検出電極E1,E2,E3をそれぞれ抵
抗r1,r2,r3を介して信号線L1に接続し、水槽K
内の水位の変化に応じて降圧トランスTの第3の
2次巻線T3から流出する電流i1を階段状に変化さ
せるようにしたため、3つの水位を2本の信号線
L1,L0のみで検出することができ、この本数は
検出レベル数が増加しても増えることなく、施工
時の誤結線を防止できるとともに配線コストを抑
さえることができる。また、レベル比較器LCに
与える基準電圧を、降圧トランスTの第2の2次
巻線T2の電圧V2を整流平滑して2乗した電圧を
分圧することにより作つて2次側電力追従方式と
したため、交流電源ACの電圧変動に対して動作
が安定する。また、降圧トランスTの第3の2次
巻線T3から信号線L1,L0を通つて水位検出電極
E1〜E3および共通電極E0へ至る回路ループから
整流平滑回路CD1,CD3,掛算回路MP,ローパ
スフイルタF,レベル比較器LC,制御回路CR,
2乗回路SQおよび電圧検出回路VDをカレントト
ランスCTおよび降圧トランスTで絶縁分離した
ため、それらの電子回路部品の雷サージおよび開
閉サージ等による破壊を防止できる。
なお、掛算回路MPへの入力信号の大小あるい
は掛算回路MPの出力信号の大小によつて、第9
図または第10図に示すように、掛算回路MPの
前段または後段に増幅器APを介在させることも
ある。また、水位検出レベル数は3に限定される
ことはない。
は掛算回路MPの出力信号の大小によつて、第9
図または第10図に示すように、掛算回路MPの
前段または後段に増幅器APを介在させることも
ある。また、水位検出レベル数は3に限定される
ことはない。
この発明の他の実施例を第11図ないし第14
図に示す。すなわち、この水位検出装置は、水位
検出電極E1,E2,E3を信号線L1に抵抗r1,r2,r3
をそれぞれ介して接続するのに代えて、水位検出
電極E1,E2,E3を深さ方向に順次接続し、最上
の水位検出電極E1の上端を信号線L1の他端に接
続し、水位検出電極E1,E2,E3の上側接続個所
に抵抗r1,r2,r3をそれぞれ介在させたもので、
その他の構成は第2図および第3図のものと同様
である。この場合、水位検出電極E1は、第12
図に示すように、金属棒Hで構成され、下端に雄
ねじ部H1が設けられている。また、抵抗r1を内
蔵する抵抗内蔵部Jは、第13図および第14図
に示すように、絶縁体よりなる円柱形ボデイJ1の
上面に雄ねじ部H1と螺合可能な雌ねじ部J2を有
する金属製の電極接続部J3を埋設し、この電極接
続部J3と抵抗r1の一端とを電気的に接続するとと
もに金属棒Hと抵抗r1の他端とを電気的に接続し
ている。水位検出電極E2,E3についても同様で
ある。
図に示す。すなわち、この水位検出装置は、水位
検出電極E1,E2,E3を信号線L1に抵抗r1,r2,r3
をそれぞれ介して接続するのに代えて、水位検出
電極E1,E2,E3を深さ方向に順次接続し、最上
の水位検出電極E1の上端を信号線L1の他端に接
続し、水位検出電極E1,E2,E3の上側接続個所
に抵抗r1,r2,r3をそれぞれ介在させたもので、
その他の構成は第2図および第3図のものと同様
である。この場合、水位検出電極E1は、第12
図に示すように、金属棒Hで構成され、下端に雄
ねじ部H1が設けられている。また、抵抗r1を内
蔵する抵抗内蔵部Jは、第13図および第14図
に示すように、絶縁体よりなる円柱形ボデイJ1の
上面に雄ねじ部H1と螺合可能な雌ねじ部J2を有
する金属製の電極接続部J3を埋設し、この電極接
続部J3と抵抗r1の一端とを電気的に接続するとと
もに金属棒Hと抵抗r1の他端とを電気的に接続し
ている。水位検出電極E2,E3についても同様で
ある。
この水位検出装置の動作について説明する。
水槽K内の水位がX1未満であるときは、降圧
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−等価線間容量C0
−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻線
T3の経路で電流I0が流れ、電流i1はI0となる。
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−等価線間容量C0
−信号線L0−降圧トランスTの第3の2次巻線
T3の経路で電流I0が流れ、電流i1はI0となる。
水槽K内の水位がX1以上であるときは、降圧
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−水位検出電極
E1,E2,E3−水−共通電極E0−信号線L0−降圧
トランスTの第3の2次巻線T3の経路で電流I3が
流れ、電流i1はI0+I3となり、信号線L1,L0間の
抵抗値はr1+r2+r3となる。
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−水位検出電極
E1,E2,E3−水−共通電極E0−信号線L0−降圧
トランスTの第3の2次巻線T3の経路で電流I3が
流れ、電流i1はI0+I3となり、信号線L1,L0間の
抵抗値はr1+r2+r3となる。
水槽K内の水位がX2以上であるときは、降圧
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−水位検出電極
E1,E2−水−共通電極E0−信号線L0−降圧トラ
ンスTの第3の2次巻線T3の経路で電流I2が流
れ、電流i1はI0+I2となり、信号線L1,L0間の抵
抗値はr1+r2となる。
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−水位検出電極
E1,E2−水−共通電極E0−信号線L0−降圧トラ
ンスTの第3の2次巻線T3の経路で電流I2が流
れ、電流i1はI0+I2となり、信号線L1,L0間の抵
抗値はr1+r2となる。
水槽K内の水位がX3以上であるときは、降圧
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−水位検出電極E1
−水−共通電極E0−信号線L0−降圧トランスT
の第3の2次巻線T3の経路で電流I1が流れ、電流
i1はI0+I1となり、信号線L1,L0間の抵抗値はr1
となる。
トランスTの第3の2次巻線T3−カレントトラ
ンスCTの1次巻線−信号線L1−水位検出電極E1
−水−共通電極E0−信号線L0−降圧トランスT
の第3の2次巻線T3の経路で電流I1が流れ、電流
i1はI0+I1となり、信号線L1,L0間の抵抗値はr1
となる。
この水位変化による電流i1の変化が第2図およ
び第3図のものと同様に検出されることになる。
び第3図のものと同様に検出されることになる。
第15図は水槽K内の水位変化に対する信号線
L1,L0間の抵抗値変化を示す特性図で、第16
図は水槽K内の水位変化に対する電流i1の変化を
示す特性図で、抵抗r1,r2,r3の抵抗値の比を1/
3:1/6:1/2にすれば電流i1は水位変化に対して
段高の等しい階段状に変化することになる。
L1,L0間の抵抗値変化を示す特性図で、第16
図は水槽K内の水位変化に対する電流i1の変化を
示す特性図で、抵抗r1,r2,r3の抵抗値の比を1/
3:1/6:1/2にすれば電流i1は水位変化に対して
段高の等しい階段状に変化することになる。
この実施例の効果は前述の実施例と同様であ
る。
る。
この発明のさらに他の実施例を第17図に示
す。すなわち、この水位検出装置は、第3図のカ
レントトランスCTに代えて電流検出用の抵抗
R14を用い、負荷抵抗R0,バリスタZおよびコン
デンサC8を省き、さらに整流平滑回路CD2および
電圧検出回路VDを降圧トランスTの第3の2次
巻線T3に接続し、降圧トランスTの第2の2次
巻線T2を省略したもので、その他は第2図およ
び第3図のものと同様である。
す。すなわち、この水位検出装置は、第3図のカ
レントトランスCTに代えて電流検出用の抵抗
R14を用い、負荷抵抗R0,バリスタZおよびコン
デンサC8を省き、さらに整流平滑回路CD2および
電圧検出回路VDを降圧トランスTの第3の2次
巻線T3に接続し、降圧トランスTの第2の2次
巻線T2を省略したもので、その他は第2図およ
び第3図のものと同様である。
この実施例はサージに対する保護効果はないが
その他の効果は第2図および第3図のものと同様
である。
その他の効果は第2図および第3図のものと同様
である。
なお、第11図のものに対しても第17図と同
様の回路変更を行うこともできる。
様の回路変更を行うこともできる。
以上のように、この発明の水位検出装置は、交
流電源と、この交流電源の一端および他端に自己
の一端をそれぞれ接続した第1および第2の信号
線と、水槽内に設置して前記第1の信号線の他端
に接続した水位検出電極群と、前記水位内に設置
して前記第2の信号線の他端に接続した共通電極
と、前記第1の信号線と前記水位検出電極群との
間に接続して前記水槽内の水位変化に対応して段
階的に複合抵抗値を変化させる抵抗群と、前記交
流電源から流出する電流を検出する電流検出回路
と、前記交流電源の電圧を検出する電圧検出回路
と、前記電流検出回路の出力と前記電圧検出回路
の出力とを掛算する掛算回路と、この掛算回路の
出力を平均化するローパスフイルタと、このロー
パスフイルタの出力を基準電圧群と比較するレベ
ル比較器とを備えているので、信号線の本数を少
くすることができ、遠距離検出を誤動作なく行う
ことができるという効果がある。
流電源と、この交流電源の一端および他端に自己
の一端をそれぞれ接続した第1および第2の信号
線と、水槽内に設置して前記第1の信号線の他端
に接続した水位検出電極群と、前記水位内に設置
して前記第2の信号線の他端に接続した共通電極
と、前記第1の信号線と前記水位検出電極群との
間に接続して前記水槽内の水位変化に対応して段
階的に複合抵抗値を変化させる抵抗群と、前記交
流電源から流出する電流を検出する電流検出回路
と、前記交流電源の電圧を検出する電圧検出回路
と、前記電流検出回路の出力と前記電圧検出回路
の出力とを掛算する掛算回路と、この掛算回路の
出力を平均化するローパスフイルタと、このロー
パスフイルタの出力を基準電圧群と比較するレベ
ル比較器とを備えているので、信号線の本数を少
くすることができ、遠距離検出を誤動作なく行う
ことができるという効果がある。
第1図は従来の水位検出装置の回路図、第2図
はこの発明の一実施例の水位検出装置のブロツク
図、第3図はその具体回路図、第4図ないし第6
図はそれぞれその各部の電圧電流波形図、第7図
は同じくその水位変化に対する信号線間の抵抗値
変化を示す特性図、第8図は同じくその水位変化
に対する電流変化を示す特性図、第9図および第
10図は変形例の要部ブロツク図、第11図はこ
の発明の他の実施例の水位検出装置の回路図、第
12図は水位検出電極の正面図、第13図はその
要部平面図、第14図は同じくその要部切欠正面
図、第15図は他の実施例における水位変化に対
する信号線間の抵抗値変化を示す特性図、第16
図は同じく水位変化に対する電流変化を示す特性
図、第17図はこの発明のさらに他の実施例の要
部回路図である。 AC……交流電源、CD1,CD3……整流平滑回
路、VD……電圧検出回路、CT……カレントト
ランス、MP……掛算回路、F……ローパスフイ
ルタ、SQ……2乗回路、LC……レベル比較器、
K……水槽、E1,E2,E3……水位検出電極、E0
……共通電極、L0,L1……信号線、T……降圧
トランス、r1,r2,r3……抵抗。
はこの発明の一実施例の水位検出装置のブロツク
図、第3図はその具体回路図、第4図ないし第6
図はそれぞれその各部の電圧電流波形図、第7図
は同じくその水位変化に対する信号線間の抵抗値
変化を示す特性図、第8図は同じくその水位変化
に対する電流変化を示す特性図、第9図および第
10図は変形例の要部ブロツク図、第11図はこ
の発明の他の実施例の水位検出装置の回路図、第
12図は水位検出電極の正面図、第13図はその
要部平面図、第14図は同じくその要部切欠正面
図、第15図は他の実施例における水位変化に対
する信号線間の抵抗値変化を示す特性図、第16
図は同じく水位変化に対する電流変化を示す特性
図、第17図はこの発明のさらに他の実施例の要
部回路図である。 AC……交流電源、CD1,CD3……整流平滑回
路、VD……電圧検出回路、CT……カレントト
ランス、MP……掛算回路、F……ローパスフイ
ルタ、SQ……2乗回路、LC……レベル比較器、
K……水槽、E1,E2,E3……水位検出電極、E0
……共通電極、L0,L1……信号線、T……降圧
トランス、r1,r2,r3……抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 交流電源と、この交流電源の一端および他端
に自己の一端をそれぞれ接続した第1および第2
の信号線と、水槽内に設置して前記第1の信号線
の他端に接続した水位検出電極群と、前記水槽内
に設置して前記第2の信号線の他端に接続した共
通電極と、前記第1の信号線と前記水位検出電極
群との間に接続して前記水槽内の水位変化に対応
して段階的に複合抵抗値を変化させる抵抗群と、
前記交流電源から流出する電流を検出する電流検
出回路と、前記交流電源の電圧を検出する電圧検
出回路と、前記電流検出回路の出力と前記電圧検
出回路の出力とを掛算する掛算回路と、この掛算
回路の出力を平均化するローパスフイルタと、こ
のローパスフイルタの出力を基準電圧群と比較す
るレベル比較器とを備えた水位検出装置。 2 前記電流検出回路をカレントトランスで構成
し、前記電圧検出回路と前記交流電源との間に絶
縁トランスを介在させた特許請求の範囲第1項記
載の水位検出装置。 3 前記水位検出電極群の各々は上端を前記抵抗
群の対応するものをそれぞれ介して前記第1の信
号線の他端に接続している特許請求の範囲第1項
記載の水位検出装置。 4 前記水位検出電極群の各々は深さ方向に順次
接続して最上のものの上端を前記第1の信号線の
他端に接続し、前記水位検出電極群の各々の上側
接続個所に前記抵抗群の対応するものを介在させ
ている特許請求の範囲第1項記載の水位検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17696481A JPS5876725A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 水位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17696481A JPS5876725A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 水位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876725A JPS5876725A (ja) | 1983-05-09 |
| JPS6324248B2 true JPS6324248B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=16022785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17696481A Granted JPS5876725A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 水位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876725A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288780U (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-13 | ||
| JPH03106331U (ja) * | 1990-02-15 | 1991-11-01 |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17696481A patent/JPS5876725A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288780U (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-13 | ||
| JPH03106331U (ja) * | 1990-02-15 | 1991-11-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5876725A (ja) | 1983-05-09 |
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