Transcript 电流传感器

电流传感器
电流传感器的
经典原理以及现代应用
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一.电流传感器的原理
工作原理主要是霍尔效应原理
(以零磁通闭环产品原理为例)
• 当原边导线经过电流传感器时，原边电流IP会产
生磁力线，原边磁力线集中在磁芯气隙周围，内
置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线
成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压，通过后
续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流
IS，并存在以下关系式：
•
IS* NS= IP*NP
2
IS* NS= IP*NP
• IS—副边电流；
• IP—原边电流；
• NP—原边线圈匝数；
• NS—副边线圈匝数；
• NP/NS—匝数比，一般取NP=1。
注意:电流传感器的输出信号是副边电流IS，它与输
入信号（原边电流IP）成正比.IS一般很小，只有
10~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM，则
可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的
电压输出信号。
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二.电流传感器主要特性参数
1.传感器供电电压VA
• VA指电流传感器的供电电压，它必须在传
感器所规定的范围内。超过此范围，传感
器不能正常工作或可靠性降低.传感器的供
电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极
供电电压VA• 注意:单相供电的传感器，其供电电压
VAmin是双相供电电压VAmin的2倍，所以
其测量范围要相供高于双电的传感器。
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2标准额定值IPN和额定输出电流ISN
• 标准额定值IPN和额定输出电流ISN
• IPN指电流传感器所能测试的标准额定值，用有
效值表示（A.r.m.s），IPN的大小与传感器产品
的型号有关。 ISN指电流传感器额定输出电流，
一般为10~400mA，当然根据某些型号具体可能
会有所不同
• 测量范围Ipmax指电流传感器可测量的最大电流
值，测量范围一般高于标准额定值IPN。
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3.偏移电流ISO
• 偏移电流也叫残余电流或剩余电流，它主
要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器
工作状态不稳造成的。
• 电流传感器在生产时，在25℃，IP=0时的
情况下，偏移电流已调至最小，但传感器
在离开生产线时，都会产生一定大小的偏
移电流。产品技术文档中提到的精度已考
虑了偏移电流增加的影响。
6
4.线性度
• 线性度决定了传感器输出信号（副边
电流IS）与输入信号（原边电流IP）
在测量范围内成正比的程度。
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5.温度漂移
• 偏移电流ISO是在25℃时计算出来的，当霍
尔电极周边环境温度变化时，ISO会产生变
化。
• 因此，考虑偏移电流ISO的最大变化是很重
要的，其中，IOT是指电流传感器性能表中
的温度漂移值。
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6.过载
• 电流传感器的过载能力是指:
发生电流过载时，在测量范围之外，原边
电流仍会增加，而且过载电流的持续时间
可能很短，而过载值有可能超过传感器的
允许值，过载电流值传感器一般测量不出
来，但不会对传感器造成损坏。
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7.精度
• 霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电
流IPN。
• 在+25℃时，传感器测量精度与原边电流有
一定影响，同时评定传感器精度时还必须
考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。
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电流传感器的发展
• 原来的非接触式电流传
感器大致有3种结构模
1图所示为以霍尔元件作为
磁场检测元件设置在铁
芯的间隙内
2图所示为在铁芯的间隙内
设置霍尔元件，而在铁
芯上设置反馈线圈
3图所示为在铁芯的间隙内
设置磁一光效应元件(应
用法拉第效应的元件)，
用作磁场检测元件。
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上述3种结构模式的缺点
• 例l中元件的温度特性不佳，输出均匀性较差，因
而电流检测精度不高。再者，此种传感器极易受
漂移的影响．稍微受点漂移影响就难以测量含直
流成分的电流。
• 例2虽可解决例1中出现问题，但要精密测量线圈
中流过的电流还必须排除外界干扰因索，如果受
到感应噪声等因素的影响，也就难以实现精密测
量。特别是电流传感器的传感部和控制电流传感
器信号的控制部之间的距离长，付出的代价就更
高。
• 例3由于其控制部的信号只用光传送，噪声虽
低．但漂移的影响却不小．因而也不能测量含直
流成分的电流。
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实例以及创新
实例1
• 图2所示为开发提供的
非接触式电流传感器
的结构。
• 线圈绕在铁芯上，磁
场检测元件设置在铁
芯的间隙内．光检测
器测量磁场检测元件
的输出，放大器调制
磁场检测元件的输出。
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CSN系列霍尔效应电流传感器
• CSN系列霍尔效应电流传感器可用于监测直流或
交流电流。这一系列的产品包括可调节线性、零
点平衡、数字以及线性电流传感器。
• CSN系列磁阻电流传感器使用了ASIC (专用集成
电路) 和霍尼韦尔磁阻式(MR)传感器，温度漂移
极低，因此其测量结果稳定、重复性好且精度很
高。
• 最佳使用环境:开关电流传感器可引发报警器，启
动发动机，打开阀门或关闭机泵。线性传感器的
输出与所监测电流的波形一致，可以作为反馈元
件来控制发动机或调节机械使之保持正常的工作
状态。
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CNS典型应用以及市场价格
• 变速发动机
• 汽车诊断（battery drain
检测器）
• 接地故障检测
• 发动机过载保护
• 电焊机的电流监控
• 功率半导体器件的防护
• 控制系统诊断
当 前 价:10.00 元/只不含运
费最小起订：10只
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霍尔电流传感器－SM
• SM系列电流传感器是新一代电流传感器，能在电
隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规
则的电流，能确保测量准确，具有反应速度快、
过载能力强、温度特性好、输出连续可调、性能
稳定等优点。高技术含量，规模生产低价格、高
品质.
• SM霍尔电流传感器选型：包括SMLxxDC线性直
流电流传感器；SMLxxAC线性交流电流传感器；
SMD开关型电流传感器；SM-B单电源电流传感
器；SMN电流输出型电流传感器；SML00AC交
流漏电流传感器；SML00DC直流漏电流传感器；
SM小电流传感器，包括微安级电流传感器，SM
万安培电流传感器，SM3三相组合电流传感器，
非霍尔电流传感器系列。
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SM电流传感器的特点
•
•
•
•
1、精度高，线性度好，性能稳定。
2、单电源供电，使用更方便
3、各种规格型号齐全，外形尺寸多样
4、高品质 规模生产 价格低廉
商标 SM
产品型号 SML/SMD/SMN
价格 15-100
南京三盟科技有限公司
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SM电流传感器主要参数
• 隔离电压：3.5KV-40KV
• 电源：单电源5-24VDC，
或者±9-±15VDC，或者
220VAC
• 精度等级：0.2，0.5，1
• 输出：直流电压0~5VDC
或者跟踪输出（与输入波
形一致）
• 量程范围：10uA~100KA。
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交流电量隔离传感器/变送器 WB
• 用途：
* 各种低压互感器、仪用互感器和电量变送器
* 高速、高精度的模拟信号隔离采集传感器
* 性能价格比高的隔离放大器和电量隔离转换器
* 模拟信号的高精度隔离传输驱动器和接收器
* 压力、温度等非电量传感器的配套变送器
* 各种电信号的调理变送器
* 电压、电流信号监测用越限报警传感器
* 特殊环境需求信号变换器
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产品功能描述
• 线性测量范围： 0～120％标
称输入
• 频响 25Hz-5KHz
• 过载能力： 电流穿心输入30
倍标称值，持续5秒，电流接
线输入10倍标称值，持续5秒
电压输入2倍标称值，可持续，
• 隔离电压： ≥2.5kVDC,1分钟
• 额定环境温度： 0～50℃
• 平均无故障工作时间： >5万
小时
制造厂家：
ColliHigh
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电流变送器 TQG17A
特点
1.采用信号隔离和有源滤波技术，具有很高的共模抑制能力，
输出稳定，可靠性高。
2.信号调节方便。
3.产品功能描述
工作温度 －25℃～85℃
测量范围 4～20mA
输出信号 0～5V
测量精度 ±0.5％ＶFS
隔离电压 1000V/50Hz/1min
电源需求
电压 ±15VDC±20%
4. 用途:TQG17A：用于将4～20mA的电流信号转换为0～5V
的电压信号。
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产品简单介绍
• 制造厂家：TEG
• 产品价格：洽谈元 产
品市场价：洽谈元
• 送货时间:
• 48小时内
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电流变送器 TQG17
采用信号隔离和有源滤波，
具有很高的共模抑制能力，
输出稳定，可靠性高,信号
调节方便。
•
•
•
•
•
•
工作温度 －25℃～85℃
测量范围 0～75mV
输出信号 0～10V
测量精度 ±0.5％ＶFS
隔离电压 4500V/50Hz/1min
电源需求
电压 ±15VDC±20%
• TQG17：外接分流器，将分
流器输出信号转换为电压信
号，使微机能采集和监控。
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电流传感器 TT100-S/T
• NT100—S型电流传感
器利用霍尔效应，采
用磁补偿原理，通过
霍尔元件实现对直流、
交流及脉冲电流的电
隔离测量，测量电流
正比于被测电流。
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产品功能描述
电参数
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
:测定被测电流IN 100Arms
测量范围 0—±200A（电流电压±12V，测量电阻
Rmax≤25Ω）；0—±200A（电流电压±18V，测量电阻
Rmax≤50Ω）
过载能力 200A-3min/h；2000A-3s/h（非测量）
匝数比 1：1000
测量电流IM 额定值100mA,对应原边100A电流；最大值
200mA,对应原边200A电流
精度（-25℃~+70℃） ±1%·IN包括
当原边电流为零时，失调电流最大值±0.4mA
温度漂移 低于10-4xIN/ ℃
线性度 优于0.1%·IN
响应时间 ≤１μs
dI/dt ≥ 50A/μs
绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
5kVrms/50Hz/1min
25
产品功能描述
副边电路
1.连接方式3个6.3×0.8mm接插件
2.内部电阻 25Ω（内部电压降：2.5V/100A）
3.电流损耗 30mA(无载电流)+IM（测量电流）
4.工作温度 0℃～+70℃
5存储温度 -25℃～+85℃
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电流传感器 NT100-S
• 产品介绍
• NT100—S型电流传感
器利用霍尔效应，采
用磁补偿原理，通过
霍尔元件实现对直流、
交流及脉冲电流的电
隔离测量，测量电流
正比于被测电流。
27
产品描述
电参数
• 测定被测电流IN 100Arms
测量范围 0—±200A（电流电压±12V，测量电阻
Rmax≤25Ω）；0—±200A（电流电压±18V，测量电阻
Rmax≤50Ω）
• 过载能力 200A-3min/h；2000A-3s/h
• 匝数比 1：1000
• 测量电流IM 额定值100mA,对应原边100A电流；最大值
200mA,对应原边200A电流
• 精度（-25℃~+70℃） ±1%·IN包括
• 当原边电流为零时，失调电流最大值±0.4mA
• 温度漂移 低于10-4xIN/ ℃
• 线性度 优于0.1%·IN
• 响应时间 ≤１μs
• dI/dt ≥ 50A/μs
• 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
5kVrms/50Hz/1min
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产品描述
• 副边电路：
连接方式 3个6.3×0.8mm接插件
内部电阻 25Ω（内部电压降：2.5V/100A）
电流损耗 30mA(无载电流)+IM（测量电流）
• 通用数据：
内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳
安装方式 底板上有4个φ4.5的安装孔, 孔距66×38
mm
工作温度 0℃～+70℃ 存储温度 -25℃～+85℃
电源需求 电压 ±12V—±18V （±10%）
产品特征 重量 110g
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电流传感器 TQG6B
适用范围：
• 该传感器适用于直流、
交流及脉冲等大电流
的隔离精确测量，具
有精度高、线性度好、
结构紧凑和安装方便
等优点。
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电参数
产品功能描述
• 额定测量电流 500Arms
• 过载能力 ±800A-5min/h(电源电压±15V，测量电阻
RMmax≤10Ω；±1000A-2min/h(电源电压±24V，测量电
阻RMmax≤25Ω
• 匝数比 1：5000
• 测量电流 100mA/500A
• 测量精度 ≤±1%IN
• 失调电流 ≤±0.25mA（25℃）
• 线性度 优于0.2%IN（25℃）
• 绝缘电压 一次侧回路与二次侧回路7kVrms/50Hz/1min
• 电流损耗 （30mA±5mA)+IM
• 工作温度 -25℃～70℃
• 电源需求
• 电压 ±15×(1±10%)V～±24×（1±10
• 产品特征 重量 1kg
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电流传感器 TA1000-T
• TA1000-T型电流传感
器利用霍尔效应，采
用磁补偿原理，通过
霍尔元
• 件实现对直流、交流
及脉冲电流的电隔离
测量，测量电流正比
于被测电流。
32
电参数：
产品功能描述
• 测定被测电流IN 1000Arms
• 测量范围 0—±1500A（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）
• 过载能力 1500A-3min/h（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤3Ω）；1800A-2min/h（电流电压±24V，测量电
阻Rmax≤18Ω）
• 匝数比 1：5000
• 测量电流IM 额定值200mA,对应原边1000A电流；最大值
360mA,对应原边1800A电流
• 精度（-25℃~+70℃） ±0.5%·IN包括；当原边电流为零
时，失调电流最大值±0.4mA
• 温度漂移 低于10-4xIN/ ℃
• 线性度 优于0.1%·IN
• 响应时间 ≤１μs
• dI/dt ≥ 50A/μs
• 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
6kVrms/50Hz/1min
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产品功能描述
副边电路：
•
•
•
•
连接方式 X14型4芯插头座
内部电阻 40Ω（内部电压降：0.8V/100A）
电源电压 ±15V—±24V （±10%）
电流损耗 60mA(无载电流)+IM（测量电流）
通用数据：
• 内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳
• 工作温度 -25℃~+70℃ 存储温度 -40℃~+85℃
• 信号指示 为了在M端得到正向测量电流，原边电
流必须按指示的箭头方向流动
• 重量 3kg
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电流传感器 TQG4A-1000A
• TQG4A-1000A型电流
传感器利用霍尔效应，
采用磁补偿原理，通
过霍尔元件实现对直
流、交流及脉冲电流
的电隔离测量，测量
电流正比于被测电流。
35
产品功能描述
电参数
• 测定被测电流IN 1000Arms
• 测量范围 0—±1500A（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）
• 过载能力 1500A-3min/h（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤3Ω）；1800A-2min/h（电流电压±24V，测量电阻
Rmax≤18Ω）
• 匝数比 1：5000
• 测量电流IM 额定值200mA,对应原边1000A电流；最大值
360mA,对应原边1800A电流
• 精度（-25℃~+70℃） ±0.5%·IN包括；当原边电流为零时，
失调电流最大值±0.4mA
• 温度漂移 低于10-4xIN/ ℃
• 线性度 优于0.1%·IN
• 响应时间 ≤１μs
• dI/dt ≥ 50A/μs
• 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
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6kVrms/50Hz/1min
产品功能描述
副边电路：
•
•
•
•
连接方式 X14型4芯插头座
内部电阻 40Ω（内部电压降：0.8V/100A）
电源电压 ±15V—±24V （±10%）
电流损耗 60mA(无载电流)+IM（测量电流）
通用数据：
• 内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳
• 工作温度 -25℃～+70℃
• 存储温度 -40℃～+85℃
• （入—出）信号指示 为了在M端得到正向测量电流，原边
电流必须按指示的箭头方向流动
• 产品特征
• 重量 3kg
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电流传感器 TA1500-T
• TA1500-T型电流传感
器利用霍尔效应，采
用磁补偿原理，通过
霍尔元件实现对直流、
交流及脉冲电流的电
隔离测量，测量电流
正比于被测电流。
38
产品功能描述
电参数：
• 测定被测电流IN 1500Arms
• 测量范围 0—±2000A（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）
• 过载能力 2000A-10min/h（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）；3000A-3min/h（电流电压±24V，测量
电阻Rmax≤10Ω）
• 匝数比 1：5000
• 测量电流IM 额定值300mA,对应原边1500A电流；最大值
600mA,对应原边3000A电流
• 精度（-25℃~+70℃）： ±0.5%·IN包括；当原边电流为
零时，失调电流最大值±0.4mA ；温度漂移：低于104xIN/ ℃ ；线性度：优于0.1%·IN
• 响应时间 ≤１μs
• dI/dt ≥ 50A/μs
• 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
6kVrms/50Hz/1min
39
产品功能描述
副边电路：
• 连接方式 PG11馈线电缆接在6.3×0.8mm紧固夹上
• 内部电阻 25Ω（内部电压降：5V/1000A）
• 电流损耗 60mA(无载电流)+IM（测量电流）
通用数据：
• 内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳
• 工作温度 -25℃～+70℃
• 存储温度 -40℃～+85℃
• （入—出）信号指示 为了在M端得到正向测量电流，原
边电流必须按指示的箭头方向流动
• 电源需求
• 电压 ±15V—±24V （±10%）
• 产品特征
• 重量 17kg
40
电流传感器 TQG4B-1500A
• TQG4B-1500A型电流
传感器利用霍尔效应，
采用磁补偿原理，通
过霍尔元件实现对直
流、交流及脉冲电流
的电隔离测量，测量
电流正比于被测电流。
41
产品功能描述
电参数：
• 测定被测电流IN 1500Arms
• 测量范围 0—±2000A（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）
• 过载能力 2000A-10min/h（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）；3000A-3min/h（电流电压±24V，测量电阻
Rmax≤10Ω）
• 匝数比 1：5000
• 测量电流IM 额定值300mA,对应原边1500A电流；最大值
600mA,对应原边3000A电流
• 精度： ±0.5%（-25℃至+70℃）·IN包括
• 当原边电流为零时 失调电流最大值±0.4mA
• 温度漂移 低于10-4xIN/ ℃
• 线性度 优于0.1%·IN
• 响应时间 ≤１μs
• dI/dt ≥ 50A/μs
• 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
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6kVrms/50Hz/1min
产品功能描述
副边电路：
• 连接方式 PG11馈线电缆接在6.3×0.8mm紧固夹上
• 内部电阻 25Ω（内部电压降：5V/1000A）
• 电流损耗 60mA(无载电流)+IM（测量电流）
通用数据：
•
•
•
•
内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳
工作温度 -25℃～+70℃
存储温度 -40℃～+85℃
（入—出）信号指示 为了在M端得到正向测量电流，原边
电流必须按指示的箭头方向流动
• 电源需求
• 电压 ±15V—±24V （±10%）
• 重量 17kg
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直流电流传感器 ZDS-1000A
• TQG4A-1000A型电流
传感器利用霍尔效应，
采用磁补偿原理，通
过霍尔元件实现对直
流、交流及脉冲电流
的电隔离测量，测量
电流正比于被测电流。
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电参数：
产品功能描述
• 测定被测电流IN 1000Arms
• 测量范围 0—±1500A（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤10Ω）
• 过载能力 1500A-3min/h（电流电压±15V，测量电阻
Rmax≤3Ω）；1800A-2min/h（电流电压±24V，测量电阻
Rmax≤18Ω）
• 匝数比 1：5000
• 测量电流IM 额定值200mA,对应原边1000A电流；最大值
360mA,对应原边1800A电流
• 精度（-25℃~+70℃） ±0.5%·IN包括；当原边电流为零时，
失调电流最大值±0.4mA
• 温度漂移 低于10-4xIN/ ℃
• 线性度 优于0.1%·IN
• 响应时间 ≤１μs
• dI/dt ≥ 50A/μs
• 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间：
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6kVrms/50Hz/1min
产品功能描述
副边电路：
•
•
•
•
连接方式 X14型4芯插头座
内部电阻 40Ω（内部电压降：0.8V/100A）
电源电压 ±15V—±24V （±10%）
电流损耗 60mA(无载电流)+IM（测量电流）
通用数据：
•
•
•
•
内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳
工作温度 -25℃～+70℃
存储温度 -40℃～+85℃
（入—出）信号指示 为了在M端得到正向测量电流，原边
电流必须按指示的箭头方向流动
• 产品特征
• 重量 3kg
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