地下水采样和监测设备及方法与流程

1.本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，尤其涉及取样。


背景技术：

2.不同深度的地下水水位、电导率、ph和污染物成份与含量等是了解地下水流速、流向和含水层（带）水力的重要参数，也是调查污染羽形态分布特征，评估污染修复效果的必要参数。污染羽是指污染物随地下水运动所形成的空间范围。相关技术中通常是在含水层（带）上钻孔，在钻孔中安装压力传感器，通过压力传感器长期监测地下水水位，或是定期采集并分析地下水样品，并分析样品的水化学成分。钻孔的数量和含水层的数量一致，一个钻孔只能监测一个含水层。
3.然而，无法对同一采样点的不同深度的地下水进行监测和采样。


技术实现要素：

4.本发明实施方式提供一种地下水采样和监测设备及方法。
5.本发明实施方式的一种地下水采样和监测设备，至少部分设备位于钻孔中，钻孔围成第一空间，设备包括：分层装置，分层装置包括至少一个体积可变的封隔器，封隔器用于将第一空间分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间；监测装置，监测装置包括至少一个用于测量地下水物理参数的检测件，每个检测件位于一个样本空间，检测件与分层装置连接；采样装置，采样装置包括至少一个用于采集地下水的采集容器，每个采集容器位于一个样本空间，采集容器与分层装置连接。
6.本发明实施方式的一种地下水采样和监测方法，应用于地下水采样和监测设备，设备包括分层装置、监测装置和采样装置，分层装置包括至少一个体积可变的封隔器；方法包括以下步骤：确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成第一空间；将封隔器和监测采样组件放置在第一空间内；控制封隔器膨胀，将第一空间分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间；控制监测装置监测不同位置的地下水的物理参数；控制采样装置采集不同位置的地下水。
7.本发明实施方式的地下水采样和监测设备中，可以将钻孔内的空间沿轴向方向分隔至少一个密闭的样本空间，再分别利用采样装置和监测装置对位于不同深度的样本空间内的地下水进行采样和监测，不仅可以对同一监测点的不同深度的地下水同时进行监测和采样，而且一个钻孔可以对多个含水层进行采样和监测，降低了监测钻孔钻探施工成本。
8.本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
9.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变
得明显和容易理解，其中：图1是本发明实施方式的地下水采样和监测设备的结构示意图。
10.图2是图1的局部a放大图。
11.图3是本发明实施方式的地下水采样和监测设备的引线管的结构示意图。
12.图4是本发明另一种实施方式的地下水采样和监测设备的引线管结构示意图。
13.图5是本发明实施方式的下下水采样及监测方法的流程图。
14.主要元件符号说明：10、地下水采样和监测设备；20、第一空间；21、样本空间；100、分层装置；110、封隔器；120、定位管；121、定位管段；130、第一控制器；131、储液容器；132、供压器；140、控压管；150、控制阀；200、监测装置；210、检测件；220、数据采集器；230、发射器；240、数据线；300、采样装置；310、采集容器；320、收集容器；330、出水管；340、输送器；341、输气管；342、第一单向阀；343、第二单向阀；350、进水管；400、引线管；410、第一连接孔；420、第二连接孔；430、容置腔；440、引线孔；500、测压装置。
具体实施方式
15.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
16.图1是本发明实施方式的地下水采样和监测设备的结构示意图。参见图1，至少部分地下水采样和监测设备10位于钻孔中，钻孔围成第一空间20。
17.参见图1，设备10包括分层装置100、监测装置200和采样装置300。
18.分层装置100包括至少一个体积可变的封隔器110，封隔器110用于将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。也就是说，当设备10放入钻孔内时，相邻的封隔器110形成样本空间21的顶壁和底壁，位于最下方的样本空间21的底壁是钻孔的底壁。封隔器110的数量和样本空间21的数量一致，例如：当分层装置100包括四个封隔器110时，将第一空间20分成四个样本空间21。
19.具体地，封隔器110的体积能够沿定位管120的径向变化。也就是封隔器110可以沿定位管120的径向膨胀或是缩小。封隔器110易泄压，以便设备10可以在使用后回收重新使用。
20.在地质学上含水层常指土壤通气层以下的饱和层，其介质孔隙完全充满水分，含水层不但具有对水的容纳能力，而且具有允许相当数量的水透过的性能。将设备10放入钻孔内时，封隔器110位于含水层，监测装置200和采样装置300则对应位于含水层之间的监测层，以便位于监测层的地下水进行监测和采样。也就是说，封隔器110的外侧壁与钻孔内壁的含水层相抵靠，以避免相邻样本空间21内的地下水流通，保证不同深度的地下水测得的物理参数的可靠性高。
21.在一些实施例中，封隔器110可以包括金属骨架和橡胶气囊，通过金属骨架提高橡胶气囊的承重能力。金属骨架限定了封隔器110沿定位管120的长度，封隔器110的体积发生
变化时，只能沿定位管120的径向变化。也即，封隔器110在定位管120轴向方向的长度并不随封隔器110的体积变化而变化。由于钻孔的深度以及含水层的厚度以及监测层的厚度均在钻孔完成后固定，因此待放入钻孔内的设备10的长度以及封隔器110的厚度和相邻封隔器110之间的距离也是固定的，封隔器110在定位管120轴向方向的长度也需要是固定的。
22.参见图1，监测装置200包括至少一个用于测量地下水物理参数的检测件210，每个检测件210位于一个样本空间21，以对所处的样本空间21的地下水进行检测。检测件210与分层装置100连接，以固定检测件210的位置，避免其晃动。
23.参见图1，采样装置300包括至少一个用于采集地下水的采集容器310，每个采集容器310位于一个样本空间21，以对所处的样本空间21的地下水进行检测。采集容器310与分层装置100连接，以固定采集容器310的位置，避免其晃动。
24.具体的，设备10可以包括四个封隔器110时，将第一空间20分成四个样本空间21，监测装置200包括四个检测件210，采样装置包括四个采集容器310，每个样本空间21内均设置有一个检测件210和一个采集容器310。
25.本实施例的设备10可以在同一监测点分隔至少一个密闭的样本空间21，再分别利用采样装置300和监测装置200对深度不同的多个样本空间21的地下水进行采样和监测，由于采样和监测分别利用不同的装置进行，互不干扰，因此可以持续监测同一监测点的不同深度的地下水的物理性质的同时进行采样。不仅可以对同一监测点的不同深度的地下水进行监测和采样，而且一个钻孔可以对多个含水层进行采样和监测，降低了监测钻孔钻探施工成本。
26.参见图1，分层装置100还包括定位管120。定位管120将所有封隔器110串联，以固定封隔器110在钻孔内的位置。提高监测采样的准确度。定位管120的一端密封，当设备10位于钻孔内时，定位管120的密封端位于钻孔底部，在为管线提供通道外，避免了不同监测层的地下水通过定位管连通。
27.参见图1，定位管120和封隔器110连通设置，检测件210连接在定位管120的外壁，采样容器连接在定位管120的外壁。
28.参见图1，设备10还包括至少一个引线管400，每个引线管400位于一个样本空间21内。
29.定位管120包括多个定位管段121，每个引线管400的两端分别与一个封隔器110和一个定位管段121连接，每个封隔器110的两端分别与一个定位管段121和一个引线管400连接，定位管段121、封隔器110和引线管400连通设置。通过测算钻孔中所使用的定位管段121的规格与数量，提高监测层安装深度定位的准确度。
30.具体地，定位管120的底端密封，定位管120的底端为仅有一端连接有引线管400的定位管段121的另一端。
31.定位管段121、封隔器110和引线管400依次连接形成串联件，串联件的首端和尾端均为定位管段121，一端连接有封隔器110的定位管段121为串联件的首端，一端连接有引线管400的定位管段121为尾端。定位管120的底端密封，也就是串联件的尾端密封，以避免位于钻孔内最下方的样本空间21内的地下水通过定位管的底端进行设备10。
32.每个检测件210和每个采集容器310连接在一个定位管段121的外壁。每个检测件210和每个采集容器310可以通过金属丝或细绳绑在定位管段121外，以固定检测件210和采
集容器310的位置，一方面提高设备10使用的便利性，避免设备10在放入钻孔和从钻孔中取出设备10时检测件210和采集容器310四散分离；另一方面固定检测件210和采集容器310的相对位置。
33.图3是本发明实施方式的地下水采样和监测设备的引线管的结构示意图。图4是本发明另一种实施方式的地下水采样和监测设备的引线管结构示意图。参见图3和图4，引线管400的两端分别设置有第一连接孔410和第二连接孔420，引线管400设置有容置腔430，第一连接孔410、容置腔430和第二连接孔420连通设置。
34.参见图1，第一连接孔410与封隔器110可拆卸地连接，第二连接孔420和定位管段121可拆卸地连接，封隔器110和定位管段121可拆卸地连接。引线管400通过两端设置的第一连接孔410和第二连接孔420与封隔器110和定位管段121实现可拆卸地连接。可以根据钻孔的实际情况选定定位管段121、封隔器110和引线管400的数量。
35.参见图1，监测装置200包括数据采集器220。数据采集器220用于控制检测件210每相隔预定时间测量地下水实时的物理参数，接收并存储物理参数。预定时间可以是5分钟、或10分钟，由工作人员进行设置。
36.当监测装置200包括一个检测件210时，数据采集器220与检测件210串联连接。
37.当监测装置200包括多个检测件210时，数据采集器220与多个检测件210并联连接。
38.参见图3和图4，引线管400的两端分别设置有至少一个引线孔440，引线孔440和容置腔430连通。数据采集器220通过数据线240与至少一个检测件210连接，检测件210连接的数据线240穿过引线管400的引线孔440。
39.具体地，容置腔430的内径大于第一连接孔410、第二连接孔420和引线孔440的内径。引线孔440轴向方向的长度与第一连接孔410和第二连接孔420相同，以方便数据线240通过引线孔440进入容置腔430。
40.数据线240依次穿过定位管段121、封隔器110、和引线管400的容置腔430。数据线通过引线管400穿过封隔器110和定位管段121，避免在定位管段121的侧壁打孔，提高定位管内的密封性。
41.参见图1，监测装置200包括发射器230，发射器230可以以无线通讯的方式发送至终端。发射器230与数据采集器220连接，用于定时从数据采集器220中读取物理参数，并将物理参数发送至终端。终端可以是个人计算机。
42.检测件210包括传感器。传感器用于获得所处位置的地下水的压力值和温度值。传感器可以支持rs485通讯协议。传感器用于获得所处位置的地下水的压力值和温度值。
43.参见图1，采样装置300还包括收集容器320、出水管330和输送器340。
44.收集容器320用于容纳采集到的地下水。收集容器320位于地上，用于收集不同位置的地下水。
45.图2是图1的局部a放大图。参见图1和图2，出水管330的两端分别与收集容器320和采集容器310连通，采集容器310内的地下水能够通过出水管330进入收集容器320。
46.输送器340用于将采集容器310内的地下水通过出水管330输送至收集容器320。
47.采样装置300还包括进水管350。进水管350的两端分别与采集容器310和样本空间21连通，样本空间21内的地下水能够通过进水管350进入采集容器310。
48.输送器340还包括输气管341、第一单向阀342和第二单向阀343。
49.输气管341与采集容器310连通，用于向采集容器310输气或排气，以增大或减小采集容器310中的压力。输气管341用于向采样容器中输入高压惰性气体，例如，氩气、氦气，和水不发生反应，不污染地下水。
50.第一单向阀342位于出水管330与采集容器310连通的位置，以控制地下水从采集容器310向出水管330的单向流动。第一单向阀342为单向阀，导通的方向是：从采集容器310到出水管330。
51.第二单向阀343位置位于进水管350与样本空间21连通的位置，以控制地下水从样本空间21向采集容器310的单向流动。第二单向阀343为单向阀，导通的方向是：从样本空间21到采集容器310。
52.引线管400的两端分别设置有至少一个引线孔440，引线孔440和容置腔430连通。
53.采集容器310连接的输气管341和出水管330穿过引线管的引线孔440。
54.输气管341和出水管330依次穿过定位管段121、封隔器110和引线管400的容置腔430。输气管341和出水管330通过引线管400穿过封隔器110，避免在定位管120的侧壁打孔。
55.参见图1，分层装置100还包括第一控制器130。第一控制器130用于向封隔器110提供压力，以控制封隔器110的体积变化，使得封隔器110随着时间变化依然可以保证样本空间21的密封性。
56.第一控制器130包括储液容器131和供压器132。储液容器131和压力源位于地面之上，易于控制。储液容器131的材质选用耐高压材料，例如不锈钢。供压器132可以采用工业氮气瓶。
57.参见图1，储液容器131通过控压管140与每个封隔器110连通。供压器132与储液容器131连通，用于驱动储液容器131内的控压液体通过控压管140进入封隔器110中，以控制封隔器110的体积变化。在一些实施例中，控压管可以是不锈钢软管。
58.当分层装置100包括多个串联连接的封隔器110时，控压管依次连接多个封隔器110，储液容器131内的控压液体通过控压管依次流入每个封隔器110中，以向每个封隔器110提供稳定持续的压力。
59.参见图1，设备10包括测压装置500，测压装置500位于地面之上，易于观察。测压装置500用于测量第一控制器130向封隔器110提供的压力。在一些实施例中，测压装置500可以采用压力表，压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。测压装置500的上下游可以均设置有控制阀150，可以通过控制阀150控制测压装置500所在线路的通断，以便于更换测压装置500。
60.具体地，测压装置500可以采用压力表。
61.当测压装置500达到预定压力值时，第一控制器130保持向封隔器110提供的压力不再发生变化。当测压装置500达到预定压力时，表示所有的封隔器110都已实现对样本空间21的有效密封，此时供压装置可以停止工作，这样封隔器110可以长时间保持对样本空间21的密封作用，使得设备10长时间处于可工作状态，也就是可以采集地下水和监测地下水的工作状态。
62.下列以设备10放入钻孔为例，对本发明实施例进行说明。参见图1，设备10包括沿
钻孔轴向从上至下依次设置四个封隔器110：第一封隔器、第二封隔器、第三封隔器和第四封隔器；将第一空间20分隔成四个沿钻孔轴向从上至下依次分布的样本空间21：第一样本空间、第二样本空间、第三样本空间和第四样本空间；设备10还包括四个沿钻孔轴向从上至下依次设置的引线管400：第一引线管、第二引线管、第三引线管和第四引线管；定位管120包括五个沿钻孔轴向从上至下依次设置的定位管段121：第一定位管段、第二定位管段、第三定位管段、第四定位管段和第五定位管段。第一定位管段、第一封隔器、第一引线管、第二定位管段、第二封隔器、第二引线管、第三定位管段、第三封隔器、第三引线管、第四定位管段、第四封隔器、第四引线管和第五定位管段依次可拆卸地连接。
63.设备10还包括四个沿钻孔轴向从上至下依次设置的检测件210：第一检测件、第二检测件、第二检测件和第四检测件以及四个采集容器310：第一采集容器、第二采集容器、第三采集容器和第四采集容器；第一检测件和第一采集容器位于第一样本空间内；第二检测件和第二采集容器位于第二样本空间内；第三检测件和第三采集容器位于第三样本空间内；第四检测件和第四检测件位于第四样本空间内。
64.第一检测件连接的数据线和第一采集容器的出水管和输气管依次穿过第一引线管的引线孔、第一引线管的容置腔、第一封隔器和第一定位管段；第二检测件连接的数据线和第二采集容器的出水管和输气管依次穿过第二引线管的引线孔、第二引线管的容置腔、第二封隔器、第二定位管段、第一引线管的容置腔、第一封隔器和第一定位管段；第三检测连件连接的数据线和第三采集容器的出水管和输气管依次穿过第三引线管的引线孔、第三引线管的容置腔、第三封隔器、第三定位管段、第二引线管的容置腔、第二封隔器、第二定位管段、第一引线管的容置腔、第一封隔器和第一定位管段；第四检测件连接的数据线和第四采集容器的出水管和输气管依次穿过第四引线管的引线孔、第四引线管的容置腔、第四一封隔器、第四定位管段、第三引线管的容置腔、第三封隔器、第三定位管段、第二引线管的容置腔、第二封隔器、第二定位管段、第一引线管的容置腔、第一封隔器和第一定位管段。
65.地下水采集和监测方法应用于地下水采样和监测设备10，设备10包括分层装置100、监测装置200和采样装置300，分层装置100包括至少一个体积可变的封隔器110。图5是本发明实施方式的下下水采样及监测方法的流程图。参见图5，地下水采集和监测方法包括以下步骤：s5001：确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成第一空间20。封隔器110位于含水层的孔壁处不能有塌孔，因此可以利用摄像头检测孔壁的完整性。
66.s5002：将封隔器110和监测采样组件放置在第一空间20内。
67.s5003：控制封隔器110膨胀，将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。
68.s5004：控制监测装置200监测不同位置的地下水的物理参数。
69.s5005：控制采样装置300采集不同位置的地下水。
70.s5003还包括以下步骤：控制供压器132与驱动储液容器131内的控压液体通过控压管140进入封隔器110中，以控制封隔器110的体积变化。在一些实施例中，地下水采集和监测方法包括以下步骤：（1）确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成
第一空间20。
71.（2）将封隔器110和监测采样组件放置在第一空间20内。
72.（3）控制供压器132与驱动储液容器131内的控压液体通过控压管进入封隔器110中，以控制封隔器110的体积变化，将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。
73.（4）控制监测装置200监测不同位置的地下水的物理参数。
74.（5）控制采样装置300采集不同位置的地下水。
75.s5003还包括以下步骤：当测压装置500达到预定压力值时，控制第一控制器130保持向封隔器110提供的压力不再发生变化。在一些实施例中，地下水采集和监测方法包括以下步骤：（1）确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成第一空间20。
76.（2）将封隔器110和监测采样组件放置在第一空间20内。
77.（3）控制供压器132与驱动储液容器131内的控压液体通过控压管进入封隔器110中，以控制封隔器110的体积变化。当测压装置500达到预定压力值时，控制第一控制器130保持向封隔器110提供的压力不再发生变化，以将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。
78.（4）控制监测装置200监测不同位置的地下水的物理参数。
79.（5）控制采样装置300采集不同位置的地下水。
80.s5004还包括以下步骤：控制监测装置200监测不同位置的地下水包括以下步骤：控制传感器测量所处位置的地下水的压力和温度。在一些实施例中，地下水采集和监测方法包括以下步骤：（1）确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成第一空间20。
81.（2）将封隔器110和监测采样组件放置在第一空间20内。
82.（3）控制供压器132与驱动储液容器131内的控压液体通过控压管进入封隔器110中，以控制封隔器110的体积变化。当测压装置500达到预定压力值时，控制第一控制器130保持向封隔器110提供的压力不再发生变化，以将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。
83.（4）控制传感器测量所处位置的地下水的压力温度。
84.（5）控制采样装置300采集不同位置的地下水。
85.s5004还包括以下步骤：控制数据采集器220设定检测件210的工作频率，使得检测件210每相隔预定时间测量所述地下水实时的压力和温度，接收并存储测得的压力值和温度值。控制发射器230定时从数据采集装置中读取压力值和温度值。控制发射器230将压力值和温度值发送至终端。在一些实施例中，地下水采集和监测方法包括以下步骤：（1）确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成第一空间20。
86.（2）将封隔器110和监测采样组件放置在第一空间20内。
87.（3）控制供压器132与驱动储液容器131内的控压液体通过控压管进入封隔器110
中，以控制封隔器110的体积变化。当测压装置500达到预定压力值时，控制第一控制器130保持向封隔器110提供的压力，以将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。
88.（4）控制传感器测量所处位置的地下水的压力和温度。
89.（5）控制数据采集器220设定检测件210的工作频率，使得检测件210每相隔预定时间测量所述地下水实时的压力和温度，接收并存储测得的压力值和温度值。
90.（6）控制发射器230定时从数据采集装置中读取压力值和温度值。
91.（7）控制发射器230将压力值和温度值发送至终端。
92.（8）控制采样装置300采集不同位置的地下水。
93.s5005还包括以下步骤：控制输气管341向采集容器310输气，第一单向阀342移动以连通采集容器310和出水管330，第二单向阀343移动以封堵采集容器310和进水管350，以排出采集容器310中长时间存在的气体和液体。排出采集容器310中长时间存在的气体和液体后，控制输气管341将采集容器310中的气体排出，第一单向阀342移动以封堵采集容器310和出水管330，第二单向阀343移动以连通采集容器310和进水管350，以将采集容器310所处位置的地下水输送至采集容器310。控制输气管341向采集容器310输气，第一单向阀342移动以连通采集容器310和出水管330，第二单向阀343移动以封堵采集容器310和进水管350，以将采集容器310所处位置的地下水输送至收集容器320中。在一些实施例中，地下水采集和监测方法包括以下步骤：（1）确定地下水的采样和监测位置，并在该位置垂直向下钻探形成钻孔，钻孔围成第一空间20。
94.（2）将封隔器110和监测采样组件放置在第一空间20内。
95.（3）控制供压器132与驱动储液容器131内的控压液体通过控压管进入封隔器110中，以控制封隔器110的体积变化。当测压装置500达到预定压力值时，控制第一控制器130保持向封隔器110提供的压力，以将第一空间20分隔成至少一个沿钻孔轴向分布的密闭的样本空间21。
96.（4）控制压力传感器测量所处位置的地下水的压力；和/或控制温度传感器测量所处位置的地下水的温度。
97.（5）控制数据采集器220设定检测件210的工作时间，接收检测件210测得的地下水的检测数据，并将检测数据存储。
98.（6）控制发射器230定时从数据采集装置中读取压力值和/或温度值。
99.（7）控制发射器230将压力值和/或温度值发送至终端。
100.（8）控制输气管341向采集容器310输气，第一单向阀342移动以连通采集容器310和出水管330，第二单向阀343移动以封堵采集容器310和进水管350，以排出采集容器310中长时间存在的气体和液体。判断采集容器310中长时间存在的气体和液体是否完全排除可以根据监测层的容积进行判断，排除的液体的体积与监测层的容积之间的比值为6:1至3:1，例如，当监测层的容积为1l时，排除的液体的体积3~6l即可。
101.（9）排出采集容器310中长时间存在的气体和液体后，控制输气管341将采集容器310中的气体排出，第一单向阀342移动以封堵采集容器310和出水管330，第二单向阀343移动以连通采集容器310和进水管350，以将采集容器310所处位置的地下水输送至采集容器
310。
102.（10）控制输气管341向采集容器310输气，第一单向阀342移动以连通采集容器310和出水管330，第二单向阀343移动以封堵采集容器310和进水管350，以将采集容器310所处位置的地下水输送至收集容器320中。
103.地下水从地下到收集容器320的路径中并不接触空气，隔绝空气的条件下从监测层中采集原状地下水样品。
104.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
105.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
106.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
107.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
108.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
109.尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。