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各種流量計(jì)的特點(diǎn)及工作原理和產(chǎn)品用途（上）
發(fā)布時(shí)間：2016-01-18 點(diǎn)擊次數(shù)：1090次
差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件與流體相互作用產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計(jì)算流量的儀表。
差壓式流量計(jì)由一次裝置(檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換器和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計(jì)分類，如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)、皮托管原理式-畢托巴流量計(jì)等。 二次裝置為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì),差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數(shù)，也可測量其它參數(shù)（如壓力、物位、密度等）。
差壓式流量計(jì)的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓頭式、動(dòng)壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類：標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。
所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無須經(jīng)實(shí)流標(biāo)定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標(biāo)準(zhǔn)檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測件。 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用最廣泛的流量計(jì)，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計(jì)的問世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前仍是最重要的一類流量計(jì)。
差壓式流量計(jì)流體體積流量公式為：
v=aA √2/j(p-q) v--體積 j--液體密度
a--流量系數(shù)，與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關(guān)
A--孔板開孔面積 p-q--壓力差
差壓式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：
?。?）應(yīng)用最多的孔板式流量計(jì)結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；
?。?）應(yīng)用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計(jì)可與之相比擬；
（3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
差壓式流量計(jì)缺點(diǎn)：
（1）測量精度普遍偏低；
?。?）范圍度窄，一般僅3:1~4:1；
?。?）現(xiàn)場安裝條件要求高；
?。?）壓損大（指孔板、噴嘴等）。
注：一種新型產(chǎn)品：引進(jìn)美國航天航空局而開發(fā)的平衡流量計(jì)，這種流量計(jì)的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5-10倍，永久壓力損失1/3。壓力恢復(fù)快2倍，最小直管段可以小至1.5D，安裝和使用方便，大大減少流體運(yùn)行的能力消耗。
差壓式流量計(jì)應(yīng)用概況：
差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍特別廣泛。在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用。如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動(dòng)條件方面：亞音速、音速、脈動(dòng)流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計(jì)全部用量的1/4~1/3。
1、常用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（孔板）、（噴嘴）、（文丘利管）。
2、常用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有（雙重孔板）、（圓缺孔板）、（1/4圓噴嘴）和（文丘利噴嘴）。
3、孔板常用取壓方法有（角接取壓）、（法蘭取壓），其它方法有（理論取壓）、（徑距取壓）和（管接取壓）。
4、標(biāo)準(zhǔn)孔板法蘭取壓法，上下游取壓孔中心距孔板前后端面的間距均為（25.4±0.8）mm，也叫1英寸法蘭取壓。
5、1151變送器的工作電源范圍（12）vdc到（45）vdc，負(fù)載從（0）歐姆到（1650）歐姆。
6、1151dp4e變送器的測量范圍是（0～6.2）到（0～37.4）kpa。
7、1151差壓變送器的最大正遷移量為（500%），最大負(fù)遷移量為（600%）。
8、管道內(nèi)的流體速度，一般情況下，在（管道中心線）處的流速最大，在（管壁）處的流速等于零。
9、若（雷諾數(shù)）相同，流體的運(yùn)動(dòng)就是相似的。
10、當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，流束將在（縮口）處發(fā)生（局部收縮），從而使（流速）增加，而（靜壓力）降低。
11、1151差壓變送器采用可變電容作為敏感元件，當(dāng)差壓增加時(shí)，測量膜片發(fā)生位移，于是低壓側(cè)的電容量（增加），高壓側(cè)的電容量（減少）
12、1151差壓變送器的最小調(diào)校量程使用時(shí)，則最大負(fù)荷遷移為量程的（600%），最大正遷移為（500%），如果在1151的最大調(diào)校量程使用時(shí)，則最大負(fù)遷移為（100%），正遷移為（0%）。
13、1151差壓變送器的精度為（±0.2%）和（±0.25%）?！∽ⅲ捍蟛顗鹤兯推鳛?plusmn;0.25%
14、常用的流量單位、體積流量為（m3/h）、（t/h），質(zhì)量流量為（kg/h）、（t/h），標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量為（nm3/h）。
15、用孔板流量計(jì)測量蒸汽流量，設(shè)計(jì)時(shí)，蒸汽的密度為4.0kg/m3，而實(shí)際工作時(shí)的密度為3kg/m3，則實(shí)際指示流量是設(shè)計(jì)流量的（0.866）倍。
16、用孔板流量計(jì)測量氣氨流量，設(shè)計(jì)壓力為0.2mpa（表壓），溫度為20℃，而實(shí)際壓力為0.15mpa（表壓），溫度為30℃，則實(shí)際指示流量是設(shè)計(jì)流量的（0.897）倍。
17、節(jié)流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板后的直管段一般要求（5）d，為了正確測量，孔板前的直管段最好為（30～50）d，特別是孔板前有泵或調(diào)節(jié)閥時(shí)更是如此。
18、為了使孔板流量計(jì)的流量系數(shù)α趨向定值，流體的雷諾數(shù)應(yīng)大于（界限雷諾數(shù)）。
19、在孔板加工的技術(shù)要求中，上游平面應(yīng)和孔板中心線（垂直），不應(yīng)有（可見傷痕），上游面和下游面應(yīng)（平行），上游入口邊緣應(yīng)（銳利無毛刺和傷痕）。
2、浮子流量計(jì)
浮子流量計(jì)，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是變面積式流量計(jì)的一種。在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的，從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。
浮子流量計(jì)是僅次于差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍最寬廣的一類流量計(jì)，特別在 浮子流量計(jì)
小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。中國產(chǎn)量1990年估計(jì)在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計(jì)。
特點(diǎn)：
?。?）玻璃錐管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，缺點(diǎn)是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風(fēng)險(xiǎn)；
（2）適用于小管徑和低流速；
（3）壓力損失較低。
3、容積式流量計(jì)
容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡稱PD流量計(jì)，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。
容積式流量計(jì)按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。
容積式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：
?。?）計(jì)量精度高；
?。?）安裝管道條件對計(jì)量精度沒有影響；
容積式流量計(jì)(6張)
（3）可用于高粘度液體的測量；
?。?）范圍度寬；
?。?）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)總量，清晰明了，操作簡便。
容積式流量計(jì)缺點(diǎn)：
（1）結(jié)果復(fù)雜，體積龐大；
?。?）被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大：
?。?）不適用于高、低溫場合；
?。?）大部分儀表只適用于潔凈單相流體；
（5）產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。
容積式流量計(jì)應(yīng)用概況：
容積式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量最大的流量計(jì)，常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)（油品、天然氣等）的總量測量。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家近年P(guān)D流量計(jì)（不包括家用煤氣表和家用水表）的銷售金額占流量儀表的13%~23%；中國約占20%，1990年產(chǎn)量（不包括家用煤氣表）估計(jì)為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。
4、渦輪流量計(jì)
渦輪流量計(jì)，是速度式流量計(jì)中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量的儀表。 渦輪流量計(jì)一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。
渦輪流量計(jì)和容積式流量計(jì)、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)稱為流量計(jì)中三類重復(fù)性、精度最佳的產(chǎn)品，作為十大類型流量計(jì)之一，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。
渦輪流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：
（1）高精度，在所有流量計(jì)中，屬于最精確的流量計(jì)；
?。?）重復(fù)性好；
?。?）元零點(diǎn)漂移，抗干擾能力好；
?。?）范圍度寬；
?。?）結(jié)構(gòu)緊湊。
渦輪流量計(jì)缺點(diǎn)：
?。?）不能長期保持校準(zhǔn)特性；
（2）流體物性對流量特性有較大影響。
渦輪流量計(jì)應(yīng)用概況：
渦輪流量計(jì)在以下一些測量對象獲得廣泛應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國，渦輪流量計(jì)在用量上是僅次于孔板流量計(jì)的天然計(jì)量儀表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì)，它們已成為優(yōu)良的天然氣計(jì)量儀表。
差壓式流量計(jì)由一次裝置(檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換器和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計(jì)分類，如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)、皮托管原理式-畢托巴流量計(jì)等。 二次裝置為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì),差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數(shù)，也可測量其它參數(shù)（如壓力、物位、密度等）。
差壓式流量計(jì)的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓頭式、動(dòng)壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類：標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。
所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無須經(jīng)實(shí)流標(biāo)定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標(biāo)準(zhǔn)檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測件。 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用最廣泛的流量計(jì)，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計(jì)的問世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前仍是最重要的一類流量計(jì)。
差壓式流量計(jì)流體體積流量公式為：
v=aA √2/j(p-q) v--體積 j--液體密度
a--流量系數(shù)，與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關(guān)
A--孔板開孔面積 p-q--壓力差
差壓式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：
?。?）應(yīng)用最多的孔板式流量計(jì)結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；
?。?）應(yīng)用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計(jì)可與之相比擬；
（3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
差壓式流量計(jì)缺點(diǎn)：
（1）測量精度普遍偏低；
?。?）范圍度窄，一般僅3:1~4:1；
?。?）現(xiàn)場安裝條件要求高；
?。?）壓損大（指孔板、噴嘴等）。
注：一種新型產(chǎn)品：引進(jìn)美國航天航空局而開發(fā)的平衡流量計(jì)，這種流量計(jì)的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5-10倍，永久壓力損失1/3。壓力恢復(fù)快2倍，最小直管段可以小至1.5D，安裝和使用方便，大大減少流體運(yùn)行的能力消耗。
差壓式流量計(jì)應(yīng)用概況：
差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍特別廣泛。在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用。如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動(dòng)條件方面：亞音速、音速、脈動(dòng)流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計(jì)全部用量的1/4~1/3。
1、常用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（孔板）、（噴嘴）、（文丘利管）。
2、常用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有（雙重孔板）、（圓缺孔板）、（1/4圓噴嘴）和（文丘利噴嘴）。
3、孔板常用取壓方法有（角接取壓）、（法蘭取壓），其它方法有（理論取壓）、（徑距取壓）和（管接取壓）。
4、標(biāo)準(zhǔn)孔板法蘭取壓法，上下游取壓孔中心距孔板前后端面的間距均為（25.4±0.8）mm，也叫1英寸法蘭取壓。
5、1151變送器的工作電源范圍（12）vdc到（45）vdc，負(fù)載從（0）歐姆到（1650）歐姆。
6、1151dp4e變送器的測量范圍是（0～6.2）到（0～37.4）kpa。
7、1151差壓變送器的最大正遷移量為（500%），最大負(fù)遷移量為（600%）。
8、管道內(nèi)的流體速度，一般情況下，在（管道中心線）處的流速最大，在（管壁）處的流速等于零。
9、若（雷諾數(shù)）相同，流體的運(yùn)動(dòng)就是相似的。
10、當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，流束將在（縮口）處發(fā)生（局部收縮），從而使（流速）增加，而（靜壓力）降低。
11、1151差壓變送器采用可變電容作為敏感元件，當(dāng)差壓增加時(shí)，測量膜片發(fā)生位移，于是低壓側(cè)的電容量（增加），高壓側(cè)的電容量（減少）
12、1151差壓變送器的最小調(diào)校量程使用時(shí)，則最大負(fù)荷遷移為量程的（600%），最大正遷移為（500%），如果在1151的最大調(diào)校量程使用時(shí)，則最大負(fù)遷移為（100%），正遷移為（0%）。
13、1151差壓變送器的精度為（±0.2%）和（±0.25%）?！∽ⅲ捍蟛顗鹤兯推鳛?plusmn;0.25%
14、常用的流量單位、體積流量為（m3/h）、（t/h），質(zhì)量流量為（kg/h）、（t/h），標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量為（nm3/h）。
15、用孔板流量計(jì)測量蒸汽流量，設(shè)計(jì)時(shí)，蒸汽的密度為4.0kg/m3，而實(shí)際工作時(shí)的密度為3kg/m3，則實(shí)際指示流量是設(shè)計(jì)流量的（0.866）倍。
16、用孔板流量計(jì)測量氣氨流量，設(shè)計(jì)壓力為0.2mpa（表壓），溫度為20℃，而實(shí)際壓力為0.15mpa（表壓），溫度為30℃，則實(shí)際指示流量是設(shè)計(jì)流量的（0.897）倍。
17、節(jié)流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板后的直管段一般要求（5）d，為了正確測量，孔板前的直管段最好為（30～50）d，特別是孔板前有泵或調(diào)節(jié)閥時(shí)更是如此。
18、為了使孔板流量計(jì)的流量系數(shù)α趨向定值，流體的雷諾數(shù)應(yīng)大于（界限雷諾數(shù)）。
19、在孔板加工的技術(shù)要求中，上游平面應(yīng)和孔板中心線（垂直），不應(yīng)有（可見傷痕），上游面和下游面應(yīng)（平行），上游入口邊緣應(yīng)（銳利無毛刺和傷痕）。
2、浮子流量計(jì)
浮子流量計(jì)，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是變面積式流量計(jì)的一種。在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的，從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。
浮子流量計(jì)是僅次于差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍最寬廣的一類流量計(jì)，特別在 浮子流量計(jì)
小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。中國產(chǎn)量1990年估計(jì)在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計(jì)。
特點(diǎn)：
?。?）玻璃錐管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，缺點(diǎn)是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風(fēng)險(xiǎn)；
（2）適用于小管徑和低流速；
（3）壓力損失較低。
3、容積式流量計(jì)
容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡稱PD流量計(jì)，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。
容積式流量計(jì)按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。
容積式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：
?。?）計(jì)量精度高；
?。?）安裝管道條件對計(jì)量精度沒有影響；
容積式流量計(jì)(6張)
（3）可用于高粘度液體的測量；
?。?）范圍度寬；
?。?）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)總量，清晰明了，操作簡便。
容積式流量計(jì)缺點(diǎn)：
（1）結(jié)果復(fù)雜，體積龐大；
?。?）被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大：
?。?）不適用于高、低溫場合；
?。?）大部分儀表只適用于潔凈單相流體；
（5）產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。
容積式流量計(jì)應(yīng)用概況：
容積式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量最大的流量計(jì)，常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)（油品、天然氣等）的總量測量。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家近年P(guān)D流量計(jì)（不包括家用煤氣表和家用水表）的銷售金額占流量儀表的13%~23%；中國約占20%，1990年產(chǎn)量（不包括家用煤氣表）估計(jì)為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。
4、渦輪流量計(jì)
渦輪流量計(jì)，是速度式流量計(jì)中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量的儀表。 渦輪流量計(jì)一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。
渦輪流量計(jì)和容積式流量計(jì)、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)稱為流量計(jì)中三類重復(fù)性、精度最佳的產(chǎn)品，作為十大類型流量計(jì)之一，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。
渦輪流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：
（1）高精度，在所有流量計(jì)中，屬于最精確的流量計(jì)；
?。?）重復(fù)性好；
?。?）元零點(diǎn)漂移，抗干擾能力好；
?。?）范圍度寬；
?。?）結(jié)構(gòu)緊湊。
渦輪流量計(jì)缺點(diǎn)：
?。?）不能長期保持校準(zhǔn)特性；
（2）流體物性對流量特性有較大影響。
渦輪流量計(jì)應(yīng)用概況：
渦輪流量計(jì)在以下一些測量對象獲得廣泛應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國，渦輪流量計(jì)在用量上是僅次于孔板流量計(jì)的天然計(jì)量儀表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì)，它們已成為優(yōu)良的天然氣計(jì)量儀表。
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