JPS63284805A - 超電導電磁石装置 - Google Patents
超電導電磁石装置Info
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- JPS63284805A JPS63284805A JP62118972A JP11897287A JPS63284805A JP S63284805 A JPS63284805 A JP S63284805A JP 62118972 A JP62118972 A JP 62118972A JP 11897287 A JP11897287 A JP 11897287A JP S63284805 A JPS63284805 A JP S63284805A
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- JP
- Japan
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- coil
- current
- main coil
- heater
- shield
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- 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
-
- 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
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- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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
洩して周辺機器に悪影響を及ぼすとい５問題点がある。
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
洩して周辺機器に悪影響を及ぼすとい５問題点がある。
このため、電磁石を磁気じゃへいして漏洩磁界を低減す
ることが望ましい。
ることが望ましい。
電磁石を磁気じゃへいてる方法としては、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、主コイルの囲シに主コイルと逆
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
。
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、主コイルの囲シに主コイルと逆
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シ、超電導主コイル（以
下、主コイルと呼ぶ。）ｌと、この主コイルｌの囲シに
設けられかつ主コイルｌ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Ｃ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。
電磁石の構成を示す断面図であシ、超電導主コイル（以
下、主コイルと呼ぶ。）ｌと、この主コイルｌの囲シに
設けられかつ主コイルｌ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Ｃ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によっ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。
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ッチ６が並列接続されている。
列接続体に永久電流スイッチ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ｌＯに接続される
。永久電流スイッチ６にはヒータ１）が組み合わされて
おり、このヒータ１）は電流リード１２、着脱式ＩＩ１
．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。
および電流リード９を介して励磁電源ｌＯに接続される
。永久電流スイッチ６にはヒータ１）が組み合わされて
おり、このヒータ１）は電流リード１２、着脱式ＩＩ１
．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が発生する外部漏洩磁界と逆極性の外部磁界を発生
して主コイル１との合成磁界をを低減する。
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が発生する外部漏洩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１４を接続し、こ
のヒータ電源１４からヒータ１）に通電して永久電流ス
イッチ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に励磁電源１０から璽１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
ッチ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。
てまず励磁電源１０およびヒータ電源１４を接続し、こ
のヒータ電源１４からヒータ１）に通電して永久電流ス
イッチ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に励磁電源１０から璽１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
ッチ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
［１，流が等しく、同−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った。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
題点があった。
ル１とシールドコイル２が直列接続されているため、通
［１，流が等しく、同−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った。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
題点があった。
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ッチ６ａが接続され、
この永久電流スイッチ６ａにヒータ１）ａ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８および電流リード９ａを介して励磁電源１
０ａに接続され、ヒータｌｌａは電流リード１２ａ、着
脱式電流リード８および電流リード１３ａ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ッチ６ｂが接続され、この永久電
流スイッチにヒータｌｌｂが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、着脱式直流リー
ド８および電流リード９ｂを介して励磁電源ｉｏｂに接
続され、ヒータｌｌｂは電流リード１２ｂ、着脱式ｗｔ
電流リードおよび電流リード１３ｂを介してヒータ電源
１４ｂに接続される。
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ッチ６ａが接続され、
この永久電流スイッチ６ａにヒータ１）ａ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８および電流リード９ａを介して励磁電源１
０ａに接続され、ヒータｌｌａは電流リード１２ａ、着
脱式電流リード８および電流リード１３ａ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ッチ６ｂが接続され、この永久電
流スイッチにヒータｌｌｂが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、着脱式直流リー
ド８および電流リード９ｂを介して励磁電源ｉｏｂに接
続され、ヒータｌｌｂは電流リード１２ｂ、着脱式ｗｔ
電流リードおよび電流リード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ｌ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って
いるので互いに異なる電流で運転されることができる。
コイル２は電気的に独立し、独立した励磁回路をもって
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、磁石装曾では、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、
着脱式畦流リード８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っ
た。
コイル用とシールドコイル用の２回路必要となるため、
着脱式畦流リード８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っ
た。
上述したよ５Ｋ、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って不経済になシ、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
う問題点があった。
大きさやコイル形状に制約があって不経済になシ、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
う問題点があった。
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。
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。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る超電導電磁石装置は、永久電流スイッチ
がそれぞれ並列接続された主コイルとシールドコイルを
直列接続し、この直列接続体の両端間に励磁電源を接続
したものである。
がそれぞれ並列接続された主コイルとシールドコイルを
直列接続し、この直列接続体の両端間に励磁電源を接続
したものである。
この発明においては、主コイルとシールドコイルの各々
に永久電流スイッ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、主
コイルとシールドコイルが直列接続され、この直列接続
体の両端間に励磁電源が接続されるので、永久電流スイ
ッチの開閉操作によシ、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励磁することができ
る。
に永久電流スイッ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、主
コイルとシールドコイルが直列接続され、この直列接続
体の両端間に励磁電源が接続されるので、永久電流スイ
ッチの開閉操作によシ、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励磁することができ
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
。
。
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ｌとシールドコイル２は互いに直列接続され、
主コイル１には永久電流スイッチ流スイッチ６ａ 、６
ｂにはそれぞれヒータｌｌａ。
主コイル１には永久電流スイッチ流スイッチ６ａ 、６
ｂにはそれぞれヒータｌｌａ。
１）ｂが組み合わされている。主コイルｌとシールドコ
イル２の直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ｌＯに接続され
る。永久電流スイッチ６ａと組み合わされたヒータｌｌ
ａは電ＲＩＪ−ド１２ａ、着脱式電流リード８および電
流リード１３ａを介してヒータ電源１４ａＫ接続され、
同様に永久電流スイッチ６ｂと組み合わされたヒーター
ｌｂは電流リード１２ｂ、着脱式電流リード８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
。
イル２の直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ｌＯに接続され
る。永久電流スイッチ６ａと組み合わされたヒータｌｌ
ａは電ＲＩＪ−ド１２ａ、着脱式電流リード８および電
流リード１３ａを介してヒータ電源１４ａＫ接続され、
同様に永久電流スイッチ６ｂと組み合わされたヒーター
ｌｂは電流リード１２ｂ、着脱式電流リード８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
。
なお、シールドコイル２は、主コイルエが電磁石の内部
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ｌ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ｌおよびシールドコイル２はそれぞれ１）固のソ
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、通常複数間のコイルで構成される。
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ｌ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ｌおよびシールドコイル２はそれぞれ１）固のソ
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、通常複数間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図および第２ｂ図について説明する。なお
、説明の都合上、主コイルｌの運転電流を工 、シール
ドコイル２の運転電流をＩ２とし且つＩ ＞Ｉ と
するが、工、≦Ｉ２であってもこの発明の目的を達成す
ることができる。
１図、第２ａ図および第２ｂ図について説明する。なお
、説明の都合上、主コイルｌの運転電流を工 、シール
ドコイル２の運転電流をＩ２とし且つＩ ＞Ｉ と
するが、工、≦Ｉ２であって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を装着し
て励磁電源１０およびヒータ電源１４ａ。
て励磁電源１０およびヒータ電源１４ａ。
１４ｂを接続することによシ、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Ｉｌａ
、ｌｌｂに通電して永久電流スイッチ６ａ。
。ヒータ電源１４ａ、１４ｂからそれぞれヒータＩｌａ
、ｌｌｂに通電して永久電流スイッチ６ａ。
６ｂを開き、励磁電源ｌＯから主コイルｌおよびシール
ドコイル２に電流を供給する。この状態では、第２ａ図
に示す通電、主コイル１とシールドコイル２に同一の電
流Ｉが流入する。
ドコイル２に電流を供給する。この状態では、第２ａ図
に示す通電、主コイル１とシールドコイル２に同一の電
流Ｉが流入する。
電流が工２に達した時Ｋ、シールドコイル２に並列接続
された永久電流スイッチ６ｂのヒータｌｌｂの通電を停
止して永久電流スイッチ６ｂを閉じると、励磁電源１０
から給電される電流は、第２ｂ図の通電シールドコイル
２をバイパスして主コイル１だけに流入する。主コイル
ｌの電流が工、に達した後、主コイルｌに並列接続され
た永久電流スイッチ６ａのヒータＩｌａの通電を停止す
ると、永久を流スイッチ６ａが閉じられ、主コイルｌと
シールドコイル２は各々並列接続された永久電流スイッ
チ６ａ、６ｂＫよって超電導閉回路を構成し、永久電流
モードで運転が行われる。主コイルｌとシールドコイル
２は直列に接続されているが、通常運転中は永久電流ス
イッチ６ａおよび６ｂＫよって主コイルｌおよびシール
ドコイル２がそれぞれ別個の閉回路を構成しているので
、主コイルｌとシールドコイル２は異なる電流で運転さ
れることができる。また、この構成によれば、電流リー
ド７などおよび励磁電流１０は１組でよく、主コイルｌ
およびシールドコイル２の各々に電流リードおよび励磁
電源を設けた第５図の装置に比べて装置価格を低減する
ことができる。
された永久電流スイッチ６ｂのヒータｌｌｂの通電を停
止して永久電流スイッチ６ｂを閉じると、励磁電源１０
から給電される電流は、第２ｂ図の通電シールドコイル
２をバイパスして主コイル１だけに流入する。主コイル
ｌの電流が工、に達した後、主コイルｌに並列接続され
た永久電流スイッチ６ａのヒータＩｌａの通電を停止す
ると、永久を流スイッチ６ａが閉じられ、主コイルｌと
シールドコイル２は各々並列接続された永久電流スイッ
チ６ａ、６ｂＫよって超電導閉回路を構成し、永久電流
モードで運転が行われる。主コイルｌとシールドコイル
２は直列に接続されているが、通常運転中は永久電流ス
イッチ６ａおよび６ｂＫよって主コイルｌおよびシール
ドコイル２がそれぞれ別個の閉回路を構成しているので
、主コイルｌとシールドコイル２は異なる電流で運転さ
れることができる。また、この構成によれば、電流リー
ド７などおよび励磁電流１０は１組でよく、主コイルｌ
およびシールドコイル２の各々に電流リードおよび励磁
電源を設けた第５図の装置に比べて装置価格を低減する
ことができる。
以上、詳述したようＫ、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ッチを並列接続したので主
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Ｋ、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。
ドコイルに各々永久電流スイッチを並列接続したので主
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Ｋ、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、ｌは主コイル、２はシールドコイル、６ａ
および６ｂは永久電流スイッチ、ｌｌａおよびｊｌｂは
ヒータ、７．９．１２ａ、１２ｂ、１３ａおよび１３ｂ
は電流リード、８は着脱式電流リード、１０は励磁電源
、１４Ｊｌおよび１４ｂはヒータ電源である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図 １ 、主コイル ２ シールドコイル ６ａ、６ｂ：永久電流スイ・ソチ ８、看脱弐！５免リード １）ａ、ｌｌｂ：ヒータ 第２０図 第２ｂ図 第５図
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、ｌは主コイル、２はシールドコイル、６ａ
および６ｂは永久電流スイッチ、ｌｌａおよびｊｌｂは
ヒータ、７．９．１２ａ、１２ｂ、１３ａおよび１３ｂ
は電流リード、８は着脱式電流リード、１０は励磁電源
、１４Ｊｌおよび１４ｂはヒータ電源である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図 １ 、主コイル ２ シールドコイル ６ａ、６ｂ：永久電流スイ・ソチ ８、看脱弐！５免リード １）ａ、ｌｌｂ：ヒータ 第２０図 第２ｂ図 第５図
Claims (2)
- （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が直列接続
され、この直列接続体の両端間に励磁電源が接続され、
且つ前記主コイル、前記シールドコイルにそれぞれ永久
電流スイッチが並列接続されている超電導電磁石装置。 - （２）各永久電流スイッチは、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 |
|---|---|---|---|
| JP62118972A JPS63284805A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 超電導電磁石装置 |
| US07/194,518 US4851958A (en) | 1987-05-18 | 1988-05-16 | Superconducting electromagnet apparatus |
| GB8811629A GB2205444B (en) | 1987-05-18 | 1988-05-17 | Superconducting electromagnet apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62118972A JPS63284805A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 超電導電磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284805A true JPS63284805A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0511645B2 JPH0511645B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=14749838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62118972A Granted JPS63284805A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 超電導電磁石装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851958A (ja) |
| JP (1) | JPS63284805A (ja) |
| GB (1) | GB2205444B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02195937A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-02 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置用静磁界磁石 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4868707A (en) * | 1987-06-23 | 1989-09-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting electromagnet apparatus |
| US5216568A (en) * | 1988-09-08 | 1993-06-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting magnet device |
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| US5289128A (en) * | 1992-03-27 | 1994-02-22 | Picker International, Inc. | Superconducting gradient shield coils |
| US5280247A (en) * | 1992-03-27 | 1994-01-18 | Picker International, Inc. | Filamentary cold shield for superconducting magnets |
| DE4106859A1 (de) * | 1991-03-04 | 1992-09-10 | Magnet Motor Gmbh | Induktiver, supraleitender stromspeicher |
| US5426366A (en) * | 1992-12-11 | 1995-06-20 | U.S. Philips Corporation | Magnetic resonance apparatus comprising a superconducting magnet |
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