基于LabVIEW的白光干涉测量系统算法开发及软件设计

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作者 朱靖 丁斌 +3 位作者 毛敏 张翔 陈旭雯 祖洪飞 《机床与液压》 北大核心 2024年第5期156-160,共5页

为全面实现白光干涉测量系统的搭建及应用,在硬件结构的基础上对软件系统进行了设计和开发。以LabVIEW图形化编程语言为开发工具,分别通过.NET控件、ActiveX控件与运动控制器和数据采集仪建立通信,实现对5个运动轴的协调控制及数据的实... 为全面实现白光干涉测量系统的搭建及应用,在硬件结构的基础上对软件系统进行了设计和开发。以LabVIEW图形化编程语言为开发工具,分别通过.NET控件、ActiveX控件与运动控制器和数据采集仪建立通信,实现对5个运动轴的协调控制及数据的实时采集及分析处理。最后通过对标准环规的测试,验证了此软件不仅能精确高效地完成白光干涉测量系统的测试任务,其所输出的点云数据还可以进一步处理获得直径、圆柱度等形位公差信息。 展开更多

关键词 白光干涉测量 LABVIEW 软件设计

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超精密表面形貌光学测量系统 被引量：4

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作者 邵杨锋 傅云霞 +3 位作者 雷李华 李源 蔡潇雨 李东升 《微纳电子技术》 北大核心 2016年第10期679-684,690,共7页

为了解决实际测量中单一测量方法存在的局限性,结合白光干涉测量技术与共聚焦测量技术,通过紧凑型部分共光路结构原则,设计并搭建了一套超精密表面形貌光学测量系统,实现微纳米几何形貌的三维重构与测量。基于C#语言与DirectX11开发组件... 为了解决实际测量中单一测量方法存在的局限性,结合白光干涉测量技术与共聚焦测量技术,通过紧凑型部分共光路结构原则,设计并搭建了一套超精密表面形貌光学测量系统,实现微纳米几何形貌的三维重构与测量。基于C#语言与DirectX11开发组件,开发了上位机执行软件,实现了两种光学测量模式下硬件的协调控制及纳米标准样板表面形貌的三维重构。对台阶高度标定值为(98.8±0.6)nm的台阶标准样板进行测量,实验表明:用白光干涉测量模式和共聚焦测量模式分别实现了对台阶样板的大范围快速测量和小范围精密测量,10次测量的平均值分别为100.5和99.8 nm,标准差均小于2 nm,说明该系统能较好地满足微纳器件超精密表面形貌测量的要求。 展开更多

关键词 白光干涉测量 共聚焦测量 协调控制 三维重构 表面形貌测量

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全视场外差白光干涉测量技术 被引量：3

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作者 汝洪武 吴玲玲 +1 位作者 张文喜 李杨 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期75-82,共8页

为了解决传统白光干涉测量技术中对线性位移机构的位移精度要求过高的问题,本文提出了一种全视场外差白光干涉测量技术。该技术主要通过使用存在差频的白光干涉信号作为光源来实现在大扫描步长和低扫描精度条件下相干峰位置的高精度检... 为了解决传统白光干涉测量技术中对线性位移机构的位移精度要求过高的问题,本文提出了一种全视场外差白光干涉测量技术。该技术主要通过使用存在差频的白光干涉信号作为光源来实现在大扫描步长和低扫描精度条件下相干峰位置的高精度检测。本文首先建立了白光外差干涉的数学模型,再根据数学模型提供的光强信号特性提出了整体系统设计方案,然后对测量方案的可行性进行了实验验证。最后针对多种误差对算法计算精度的影响进行了理论分析和数据对比。误差分析的结果表明:白光外差干涉测量技术提供更高的测量精度和更好的抗干扰性能,有效地降低了传统白光干涉测量对线性位移机构精度的严苛依赖,为光学自由曲面检测技术提供了更多的可选解决方案。 展开更多

关键词 外差干涉测量 白光干涉测量 干涉测量算法

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白光干涉垂直扫描测量算法综述 被引量：3

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作者 汝洪武 张文喜 吴玲玲 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期899-906,共8页

白光干涉测量是采用具有一定光谱宽度的白光代替单色光作为干涉光源进行测量的特殊干涉测量技术。根据白光干涉信号的相干长度短、相干峰非常明显的特性,采用了垂直扫描干涉测量的方式获取干涉信号。相干峰寻址法是在垂直扫描测量的基... 白光干涉测量是采用具有一定光谱宽度的白光代替单色光作为干涉光源进行测量的特殊干涉测量技术。根据白光干涉信号的相干长度短、相干峰非常明显的特性,采用了垂直扫描干涉测量的方式获取干涉信号。相干峰寻址法是在垂直扫描测量的基础上提出的,具有较高的计算精度和较大的适用性。本文将相干峰寻址法的11种算法分为直接求解法、包络曲线拟合法和加权平均法三类进行阐述,并通过仿真每种算法分析各种算法的优缺点以及适用性和局限性。 展开更多

关键词 白光干涉测量 相干峰寻址法 垂直扫描干涉

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高精度大长径比圆柱轴孔内外径测量系统研制

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作者 王蔚晨 朱小平 杨自本 《计量技术》 2012年第10期10-14,18,共6页

介绍一种非接触式测量大长径比精密圆柱轴孔内外径的方法，该方法基于移相干涉测量技术，研制的高精度内径及外径测量系统以一等量块作为标准，采用白光干涉定位、激光干涉测长与移相干涉技术相结合，实现精密圆柱件长轴外径及深孔内径... 介绍一种非接触式测量大长径比精密圆柱轴孔内外径的方法，该方法基于移相干涉测量技术，研制的高精度内径及外径测量系统以一等量块作为标准，采用白光干涉定位、激光干涉测长与移相干涉技术相结合，实现精密圆柱件长轴外径及深孔内径的高精度非接触自动测量。 展开更多

关键词 计量学 直径测量 移相干涉 白光干涉测量

原文传递

基于非本征珐布里-泊罗干涉仪的多路复用应变测量传感技术

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作者 刘琨 《制造业自动化》 北大核心 2011年第1期190-192,共3页

非本征珐布里-泊罗干涉传感器(EFPI)已经被证明适用于压力和温度的精确测量。我们介绍一种基于白光干涉仪的路径匹配完全测量方法。该系统从参考间隔到EFPI的感应间隔都适用。当这两个波长差在光源的相干长度内时,在系统输出中会产生一... 非本征珐布里-泊罗干涉传感器(EFPI)已经被证明适用于压力和温度的精确测量。我们介绍一种基于白光干涉仪的路径匹配完全测量方法。该系统从参考间隔到EFPI的感应间隔都适用。当这两个波长差在光源的相干长度内时,在系统输出中会产生一个强度包络。相应的路径失谐明确的指出传感器间隙的大小,压力便可以确定。这种应用大量EFPI传感器的多路技术的测量方法是可行的,并且给出四个多分复用设备的实验数据。文中也给出系统优化的理论设想。 展开更多

关键词 非本征珐布里-泊罗干涉仪 完全测量 白光干涉测量 光路匹配 多路复用技术

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基于回转面螺线纹理构造缺陷的质量检测模式

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作者 朱正德 《上海计量测试》 2015年第5期6-9,共4页

从回转密封表面微观结构的形貌特征出发,对轴类零件回转面的微观构造缺陷有可能引起动力总成类产品内腔的工作介质外泄,从而导致因功能失效而造成严重的质量问题做了详细说明,并着重描述了利用精密的表面轮廓仪,简单实用的悬线法以及白... 从回转密封表面微观结构的形貌特征出发,对轴类零件回转面的微观构造缺陷有可能引起动力总成类产品内腔的工作介质外泄,从而导致因功能失效而造成严重的质量问题做了详细说明,并着重描述了利用精密的表面轮廓仪,简单实用的悬线法以及白光测量等三种检测方案。 展开更多

关键词 回转密封面的螺旋线构造 精密表面轮廓测量 悬线偏移法 白光干涉测量 评定标准

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应用白光干涉测量法测量光纤陀螺线圈中分布偏振耦合的设备

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作者 Martin,P 骆玉玲 《战术导弹控制技术》 1993年第1期35-39,共5页

关键词 白光干涉测量 光纤陀螺 测量 线圈

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基于回转密封表面微观构造缺陷所导致的功能失效及其监控

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作者 朱正德 《汽车技术》 北大核心 2014年第9期31-34,共4页

回转轴密封面的微观构造缺陷会引起动力总成类产品内腔的工作介质外泄,从而因功能失效造成严重的质量问题。从回转密封表面微观结构的形貌特征出发,对工作介质外泄成因做了说明,描述了利用表面轮廓仪、悬线法及白光测量等3种检测方案用... 回转轴密封面的微观构造缺陷会引起动力总成类产品内腔的工作介质外泄,从而因功能失效造成严重的质量问题。从回转密封表面微观结构的形貌特征出发,对工作介质外泄成因做了说明,描述了利用表面轮廓仪、悬线法及白光测量等3种检测方案用于评定回转密封面螺线状态的测量方法。 展开更多

关键词 回转密封面 表面轮廓测量 悬线偏移法 白光干涉测量 评定标准

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白光干涉法三维面型重构仿真研究

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作者 杨宝磊 李丹 +4 位作者 朱南南 曹增辉 孙腾飞 郑田甜 张骏 《光电技术应用》 2014年第3期71-75,共5页

采用Twyman光路结构和LED为光源进行白光干涉三维测量,对干涉图像及元件面型的重构算法进行了仿真研究。使用Matlab软件,选取了两种面型结构函数,仿真得出重构的面型,选取5个参考点进行了对比。研究结果表明,白光干涉测量具有高精度、... 采用Twyman光路结构和LED为光源进行白光干涉三维测量,对干涉图像及元件面型的重构算法进行了仿真研究。使用Matlab软件,选取了两种面型结构函数,仿真得出重构的面型,选取5个参考点进行了对比。研究结果表明,白光干涉测量具有高精度、测量时间短、相对误差小于0.5%。 展开更多

关键词 白光干涉测量 三维面型重构 MATLAB 相对误差

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测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光干涉法

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作者 刘艳 丁万山 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 EI 2006年第5期86-90,共5页

基于新型的峰值分离算法,提出了白光干涉法(垂直扫描白光测量法)的一种新的应用———测量覆盖透明薄膜的物体表面的三维轮廓,并同时测量出透明薄膜的三维轮廓和厚度信息,克服了传统光学非接触测量的缺点,拓展了白光干涉法的应用领域。... 基于新型的峰值分离算法,提出了白光干涉法(垂直扫描白光测量法)的一种新的应用———测量覆盖透明薄膜的物体表面的三维轮廓,并同时测量出透明薄膜的三维轮廓和厚度信息,克服了传统光学非接触测量的缺点,拓展了白光干涉法的应用领域。这一技术可用于检测光学厚度约为1μm或以上的透明薄膜,可广泛有效的应用于半导体和LCD加工制造等需要精细测量的领域。 展开更多

关键词 应用光学 白光干涉测量 表面三维轮廓 透明薄膜

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现代光学数字化处理技术的原理

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作者 李玉强 梁华兰 《伊犁师范学院学报（社会科学版）》 2005年第3期46-48,共3页

随着计算机技术的高速发展,数字化处理的进程日益迅速,特别是在光学中,这种技术已经普遍地应用于全息图的记录和再现、精密测量等领域.介绍了目前国际先进的Digitalholography和白光干涉精密测量的原理.

关键词 数字全息 CCD 白光干涉测量

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高温光子晶体光纤温度传感器 被引量：11

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作者 高红春 江毅 +1 位作者 李宝娟 李晓玮 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期538-541,共4页

针对大于500℃的高温环境,提出了一种可用于高温温度测量的高温光子晶体光纤(PCF)温度传感器。在光子晶体光纤末端熔接一段纯石英无芯光纤构成外腔式光纤法珀腔(EFPI)结构。纯石英无芯光纤在高温下的热膨胀和热光效应使得EFPI的光学腔... 针对大于500℃的高温环境,提出了一种可用于高温温度测量的高温光子晶体光纤(PCF)温度传感器。在光子晶体光纤末端熔接一段纯石英无芯光纤构成外腔式光纤法珀腔(EFPI)结构。纯石英无芯光纤在高温下的热膨胀和热光效应使得EFPI的光学腔长发生变化。结合光纤白光干涉测量技术,通过测量EFPI的腔长得到被测温度。在不同温度环境下,对腔长为175μm的EFPI光纤温度传感器进行连续测量。测量结果显示,设计的高温光纤温度传感器在27~1100℃范围内,腔长-温度三阶拟合精度达到99.95%,腔长-温度灵敏度为(0.851+0.0023T-0.000000957T2)nm/℃,其中在1100℃时,温度测量分辨率为0.225℃。 展开更多

关键词 外腔式法珀腔(EFPI) 光子晶体光纤(PCF) 光纤白光干涉测量

原文传递

光谱域光纤白光干涉测量技术 被引量：10

14

作者 江毅 高红春 贾景善 《计测技术》 2018年第3期31-42,共12页

光谱域光纤白光干涉测量技术(WLI)具有精度高、动态范围大、工程实用性强等优点,在光纤传感和精密测量领域有广泛的应用价值。本文回顾了光谱域光纤白光干涉测量技术的发展历程,重点介绍了本研究组在这一领域所开拓的基于相位测量技术... 光谱域光纤白光干涉测量技术(WLI)具有精度高、动态范围大、工程实用性强等优点,在光纤传感和精密测量领域有广泛的应用价值。本文回顾了光谱域光纤白光干涉测量技术的发展历程,重点介绍了本研究组在这一领域所开拓的基于相位测量技术的光谱域光纤WLI,包括傅里叶变换WLI及其相对测量术、波长扫描WLI、相移WLI、波数扫描WLI、互相关WLI、步进相移WLI,并展示了该技术在光纤温度、压力、应变等传感器中的应用。 展开更多

关键词 光纤传感技术 光纤白光干涉测量技术 光谱

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外腔式光纤Fabry-Perot干涉型高温应变传感器 被引量：7

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作者 江毅 贾景善 +1 位作者 付雷 邹正峰 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期423-426,共4页

介绍了一种外腔式光纤Fabry-Perot干涉型(EFPI)高温应变传感器,传感器是在两段切割平整的单模光纤之间熔接一段空心光纤构成。实验证明,传感器在1000℃以下时能够稳定工作,腔长变化灵敏度为0.17nm/με,应变测量灵敏度可达±1με,... 介绍了一种外腔式光纤Fabry-Perot干涉型(EFPI)高温应变传感器,传感器是在两段切割平整的单模光纤之间熔接一段空心光纤构成。实验证明,传感器在1000℃以下时能够稳定工作,腔长变化灵敏度为0.17nm/με,应变测量灵敏度可达±1με,线性度高达0.99998。EFPI高温应变传感器结构紧凑,工艺简洁,成本低廉,是一种可靠、优秀的高温应变传感器。 展开更多

关键词 EFPI干涉仪 高温传感 应变测量 光纤白光干涉测量技术

原文传递

基于自适应极值的白光干涉信号解调算法研究

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作者 祖洪飞 陈宁 +3 位作者 郭钢祥 朱靖 张翔 陈章位 《轻工机械》 CAS 2024年第2期8-14,22,共8页

针对传统时域解调算法等光程点定位稳定性差、抗干扰能力弱,而频域解调算法效率低且部分方法受扫描采样步长限制等问题,课题组提出一种基于自适应极值的白光干涉解调算法。从干涉信号统计学规律出发,通过对干涉信号包络曲线加权平均,将... 针对传统时域解调算法等光程点定位稳定性差、抗干扰能力弱,而频域解调算法效率低且部分方法受扫描采样步长限制等问题,课题组提出一种基于自适应极值的白光干涉解调算法。从干涉信号统计学规律出发,通过对干涉信号包络曲线加权平均,将它修正为高斯型包络曲线;然后,通过对包络曲线高斯拟合插值得到等光程点,进而得到测量方向的深度信息以及三维形貌;最后,以高度为20μm标准台阶样块为测量对象进行多次实验。结果表明:与传统算法相比,课题组所提出算法的测量重复性和精度均有显著提升。该算法为白光干涉中信号解调提供了一种重复性更好、误差更小的方法。 展开更多

关键词 白光干涉测量系统 解调算法 自适应极值 高斯包络 干涉信号解调

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一种全光纤Fabry-Perot型高温应变传感器

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作者 李春辉 宋志强 +2 位作者 张博 杨淑辉 武万祥 《强度与环境》 CSCD 2024年第3期60-64,共5页

本文研制了一种全光纤Fabry-Perot型高温应变传感器,将两根制备好的单模光纤穿入空芯光纤构成非本征Fabry-Perot干涉仪(EFPI),使用白光干涉解调仪测量EFPI腔长,通过求解EFPI腔长相对测点距离的变化得到被测件应变。通过开展等强度梁和... 本文研制了一种全光纤Fabry-Perot型高温应变传感器,将两根制备好的单模光纤穿入空芯光纤构成非本征Fabry-Perot干涉仪(EFPI),使用白光干涉解调仪测量EFPI腔长,通过求解EFPI腔长相对测点距离的变化得到被测件应变。通过开展等强度梁和高温力学试验机试验验证,该传感器在常温下的应变测量准确度优于3%,耐高温能力不低于1100℃,可满足我国航天飞行器研制、试验、生产和应用等各阶段高温应变测量需求。 展开更多

关键词 高温传感 光纤传感器 应变传感器 光纤白光干涉测量技术

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基于光纤白光干涉测量技术的折射率测量仪 被引量：4

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作者 王振兴 江毅 +1 位作者 王素梅 刘达 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期487-490,共4页

设计了基于光纤白光干涉测量技术的折射率测量仪,用来测量尺寸较小、形状简单的透光材料折射率。与传统折射率检测方法相比较,光纤折射率测量仪具有设备尺寸小、测量精度高、操作简易、便于携带等优点。实验测得某种石英玻璃的折射率值... 设计了基于光纤白光干涉测量技术的折射率测量仪,用来测量尺寸较小、形状简单的透光材料折射率。与传统折射率检测方法相比较,光纤折射率测量仪具有设备尺寸小、测量精度高、操作简易、便于携带等优点。实验测得某种石英玻璃的折射率值为1.464,与标准值偏差为0.02,误差为1.4%;测得某种普通玻璃的折射率为1.502,与标准值偏差为0.002,误差为0.1%;测得K9玻璃的折射率为1.507,与标准值偏差为0.009,误差为0.6%。 展开更多

关键词 光纤白光干涉测量技术 外腔式Fabry-Perot干涉仪(EFPI) 折射率

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高灵敏度光纤温度传感器 被引量：3

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作者 高红春 江毅 +1 位作者 彭华 姜景捷 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期431-433,共3页

针对深井温度变化小,提出了一种可用于深井温度测量的高灵敏度光纤温度传感器。两根陶瓷插芯从铝管的两端插入构成外腔式光纤法珀干涉仪(EFPI)结构,用螺钉固定插芯,再用高强度的环氧树脂密封该结构,达到防水防尘效果。金属铝和陶瓷插芯... 针对深井温度变化小,提出了一种可用于深井温度测量的高灵敏度光纤温度传感器。两根陶瓷插芯从铝管的两端插入构成外腔式光纤法珀干涉仪(EFPI)结构,用螺钉固定插芯,再用高强度的环氧树脂密封该结构,达到防水防尘效果。金属铝和陶瓷插芯具有不同的热膨胀系数,温度的变化将引起EFPI腔长变化,采用高灵敏度光纤白光干涉测量技术,就可以通过测量EFPI腔长获得被测温度。分别在固定温度和不同温度下,对腔长为146.5μm的EFPI光纤温度传感器进行了连续测量。测量结果表明,高灵敏度EFPI光纤温度传感器的腔长-温度灵敏度为260nm/℃,温度测量分辨率为0.002℃。 展开更多

关键词 外腔式光纤法珀干涉仪 光纤白光干涉测量 光纤温度传感器 温度测量分辨率

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基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统 被引量：1

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作者 常庄 江毅(指导) 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期88-95,共8页

介绍了一种基于光纤白光干涉测量技术和现场可编程门阵列的多通道高速外腔式法珀干涉型传感器解调系统。该系统由一个半导体光放大器和一个光纤法珀可调谐滤波器来制作一个高速波长扫描光纤激光器,通过对称三角波技术驱动可调谐法珀滤... 介绍了一种基于光纤白光干涉测量技术和现场可编程门阵列的多通道高速外腔式法珀干涉型传感器解调系统。该系统由一个半导体光放大器和一个光纤法珀可调谐滤波器来制作一个高速波长扫描光纤激光器,通过对称三角波技术驱动可调谐法珀滤波器产生扫描频率为1 kHz的扫频光谱。用FPGA实现EFPI传感器的高速信号解调。该系统实现了4通道每个通道2 kHz的EFPI传感器高速解调。 展开更多

关键词 外腔式法珀干涉仪 光纤传感器 高速白光干涉测量 现场可编程门阵列 信号高速解调

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