振动检测装置、设备及振动检测方法与流程

1.本公开涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种振动检测装置、设备及振动检测方法。


背景技术：

2.微震检测系统是将微振动中所受到的外力下产生的振动信号进行捕获，并将其转化为解调后的信号来实现振动的能量、时间、位置等信息的测量，该系统所采用的微震检测技术广泛应用于地震波检测、石油天然气勘探、岩体稳定性评估以及桥梁隧道结构检测等场合。
3.现有采用该技术的系统多采用电容式位移传感器或磁阻式位移传感器，使用过程中容易受到电磁干扰，同时复杂的野外环境及温度变化对此系统也会产生影响。因此，有必要通过一种新的方案，在检测振动信号的同时，也能够保证减小电磁干扰。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或至少部分解决上述技术问题，本公开提供了一种振动检测装置、设备及振动检测方法。
5.第一方面，本公开提供了一种振动检测装置，所述装置包括：单模光纤组件、悬臂梁组件和处理组件；所述单模光纤组件与所述悬臂梁组件之间留有间隙，所述单模光纤组件的末端端面与所述悬臂梁组件的靠近所述单模光纤组件的反射面形成法布里-珀罗干涉腔；所述单模光纤组件用于向所述悬臂梁组件发射光信号，并接收所述反射面反射的反射信号；所述悬臂梁组件用于感应振动信号并产生共振，所述悬臂梁组件产生共振时，所述法布里-珀罗干涉腔的腔长发生变化，进而所述反射信号发生变化；所述处理组件连接所述单模光纤组件，所述处理组件用于基于接收到的干涉信号确定所述法布里-珀罗干涉腔的腔长变化量，并且基于所述腔长变化量是否大于预设的变化阈值判断所述振动信号是否为目标振动信号；其中，所述干涉信号基于所述反射信号和所述光信号生成。
6.可选地，所述悬臂梁组件至少包括两个悬臂梁，所述单模光纤组件至少包括两根单模光纤，所述悬臂梁的数量与所述单模光纤的数量相等；每个所述悬臂梁和一根所述单模光纤形成一个所述法布里-珀罗干涉腔，所有所述法布里-珀罗干涉腔的腔长方向相互平行；每个所述法布里-珀罗干涉腔各自用于感应一段频率区间内的振动信号，且每个所述法布里-珀罗干涉腔感应的频率区间均不同。
7.可选地，所述装置还包括支撑框架；所述悬臂梁包括悬臂梁主体和悬臂；所述悬臂的一端连接所述支撑框架，所述悬臂的另一端连接所述悬臂梁主体，每
个所述悬臂梁中的悬臂梁主体的质量均不同，以感应不同的频率区间；所述悬臂梁组件产生共振时，至少一个所述悬臂梁主体以所述悬臂为轴产生振动，所述法布里-珀罗干涉腔的腔长发生变化。
8.可选地，所述装置还包括v形槽；所述单模光纤设置于所述v形槽内，所述v形槽用于固定所述单模光纤；所述v形槽与所述支撑框架的位置相对固定。
9.可选地，还包括：光源、环形器和解调器；所述光源连接所述环形器的第一端，所述环形器的第二端连接所述单模光纤组件，所述环形器的第三端连接所述解调器；所述解调器连接所述处理组件；所述光源用于向所述环形器发射所述光信号；所述环形器用于将所述光信号传输至所述单模光纤组件，并且接收所述单模光纤组件传输的所述干涉信号，所述环形器还用于将所述干涉信号发送至所述解调器；所述解调器用于解调所述干涉信号并将解调后的干涉信号发送至所述处理组件。
10.第二方面，本公开还提供了一种振动检测设备，所述设备基于如第一方面中任一项所述的振动检测装置实现，所述设备至少两个振动检测装置；每个所述振动检测装置沿不同方向设置，使每个所述振动检测装置的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向形成夹角，所述夹角大于零度。
11.第三方面，本公开还提供了一种振动检测方法，所述方法基于如第一方面中任一项所述的振动检测装置实现，所述方法包括：获取干涉信号；基于所述干涉信号确定法布里-珀罗干涉腔的实时腔长；获取所述法布里-珀罗干涉腔的初始腔长；基于所述实际腔长和所述初始腔长确定腔长变化量；判断所述腔长变化量是否大于预设的变化阈值；若是，则所述反射信号对应的振动信号是目标振动信号；若否，则所述反射信号对应的振动信号不是所述目标振动信号。
12.第四方面，本公开还提供了一种振动检测装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取干涉信号；第一确定模块，用于基于所述干涉信号确定法布里-珀罗干涉腔的实时腔长；第二获取模块，用于获取所述法布里-珀罗干涉腔的初始腔长；第二确定模块，用于基于所述实际腔长和所述初始腔长确定腔长变化量；判断模块，用于判断所述腔长变化量是否大于预设的变化阈值；若是，则所述反射信号对应的振动信号是目标振动信号；若否，则所述反射信号对应的振动信号不是所述目标振动信号。
13.第五方面，本公开还提供了一种振动检测方法，所述方法基于如第二方面所述的振动检测设备实现，或者所述方法包括如第三方面所述的振动检测方法，所述方法还包括：确定目标振动信号对应的目标振动检测装置；基于所述目标振动检测装置中的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向确定所述目标振
动信号的来源方向。
14.第六方面，本公开还提供了一种振动检测装置，所述装置包括如第四方面所述的振动检测装置，所述装置还包括：第三获取模块，用于获取判断结果为目标振动信号的反射信号对应的振动检测装置；第三确定模块，用于基于所述振动检测装置中的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向确定所述目标振动信号的来源方向。
15.本公开提供的振动检测装置包括：单模光纤组件、悬臂梁组件和处理组件；单模光纤组件与悬臂梁组件之间留有间隙，单模光纤组件的末端端面与悬臂梁组件的靠近单模光纤组件的反射面形成法布里-珀罗干涉腔；单模光纤组件用于向悬臂梁组件发射光信号，并接收反射面反射的反射信号；悬臂梁组件用于感应振动信号并产生共振，悬臂梁组件产生共振时，法布里-珀罗干涉腔的腔长发生变化，进而反射信号发生变化；处理组件连接单模光纤组件，处理组件用于基于接收到的干涉信号确定法布里-珀罗干涉腔的腔长变化量，并且基于腔长变化量是否大于预设的变化阈值判断振动信号是否为目标振动信号；其中，干涉信号基于反射信号和光信号生成。基于上述装置，本公开实际上通过光信号与法布里-珀罗干涉腔构成的装置检测振动信号，能够基于干涉信号准确地确定干涉腔的腔长变化情况，进而确定振动信号是否为目标振动信号，因此本公开可以准确地检测到目标振动信号，同时，由于采用光信号方式对振动信号进行检测，相比于传统的通过电信号检测振动信号的方式，可以降低外界雷电、电磁场等因素对检测造成的干扰。
附图说明
16.图1为本公开实施例提供的第一种振动检测装置结构示意图；图2为本公开实施例提供的第二种振动检测装置结构示意图；图3为本公开实施例提供的v形槽结构示意图；图4为本公开实施例提供的第三种振动检测装置结构示意图；图5为本公开实施例提供的第一种振动检测方法流程示意图；图6为本公开实施例提供的第一种振动检测装置结构示意图；图7为本公开实施例提供的第二种振动检测方法流程示意图；图8为本公开实施例提供的第二种振动检测装置结构示意图；图9为本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.下面结合附图对本公开实施例提供的振动检测装置、设备及振动检测方法进行示
例性说明。
20.图1为本公开实施例提供的第一种振动检测装置结构示意图，该振动检测装置包括：单模光纤组件11、悬臂梁组件12和处理组件13；单模光纤组件11与悬臂梁组件12之间留有间隙，单模光纤组件11的末端端面与悬臂梁组件12的靠近单模光纤组件11的反射面形成法布里-珀罗干涉腔；单模光纤组件11用于向悬臂梁组件12发射光信号，并接收反射面反射的反射信号；悬臂梁组件12用于感应振动信号并产生共振，悬臂梁组件12产生共振时，法布里-珀罗干涉腔的腔长发生变化，进而反射信号发生变化；处理组件13连接单模光纤组件11，处理组件13用于基于接收到的干涉信号确定法布里-珀罗干涉腔的腔长变化量，并且基于腔长变化量是否大于预设的变化阈值判断振动信号是否为目标振动信号；其中，干涉信号基于反射信号和光信号生成。
21.参阅图1，具体地，单模光纤组件11可以包括一根或多根单模光纤，用于向悬臂梁组件12发射光信号，悬臂梁组件12可以是一悬空的器件，悬臂梁组件12与单模光纤组件11之间留有间隙，形成法布里-珀罗干涉腔。在感应到振动信号后悬臂梁发生振动，基于悬臂梁的振动，法布里-珀罗干涉腔的腔长发生改变；参阅图1，图中距离a表示法布里-珀罗干涉腔的腔长，同时图中a对应的箭头的指示方向也是腔长的方向。在法布里-珀罗干涉腔的腔长发生改变后，反射信号的光程发生改变，进而光信号与反射信号干涉而产生的干涉信号发生变化，干涉信号的相位、干涉条纹的数量等等发生改变，而干涉信号的相位、干涉条纹的数量与法布里-珀罗干涉腔的腔长存在特定的函数关系，因此可以基于干涉信号，通过干涉条纹建模算法确定出法布里-珀罗干涉腔的实时腔长，即在某种干涉信号条件下的实时腔长，基于实时腔长可以确定出腔长变化量，可以基于腔长变化量是否大于预设的变化阈值判断振动信号是否目标振动信号。
22.在一些实施场景中，振动信号可以是地应力施加或产生的，目标振动信号即可以是目标地应力施加或产生的，通过确定出目标振动信号，即可以确定出目标地应力。在发生地震之前，可以通过地应力产生的目标振动信号准确预测地震的发生，进而有利于减少地震带来的灾害，同时，该装置还可以应用于其他检测振动信号的场景中，在此不再过多赘述。
23.基于上述设置，可以通过光信号代替传统的电信号对振动信号进行准确的检测，在通过上述装置可以准确地检测到目标振动信号的同时，相比于传统的通过电信号检测目标振动信号，发射光信号的单模光纤组件11不带电，因此可以有效避免雷击或其他电磁干扰，克服了电容式和磁阻式位移传感器的缺点。
24.在一些实施例中，悬臂梁组件12至少包括两个悬臂梁121，单模光纤组件11至少包括两根单模光纤111，悬臂梁121的数量与单模光纤111的数量相等；每个悬臂梁121和一根单模光纤111形成一个法布里-珀罗干涉腔，所有法布里-珀罗干涉腔的腔长方向相互平行；每个法布里-珀罗干涉腔各自用于感应一段频率区间内的振动信号，且每个法布
里-珀罗干涉腔感应的频率区间均不同。
25.图2为本公开实施例提供的第二种振动检测装置结构示意图。参阅图2，具体地，悬臂梁组件12可以包括三个悬臂梁121，每个悬臂梁121对应了不同的频率区间，即每个悬臂梁121能够感应振动信号并产生共振的频率存在一定区间，且每个悬臂梁121对应的频率区间不同。通过此设置，可以实现感应全频率区间的振动信号，避免因悬臂梁121对应的频率区间与振动信号的振动频率不同而无法产生共振，进而无法检测到振动信号。
26.在一些实施例中，由于一根光缆中可以有几十根单模光纤，因此通过一根光缆可以同时形成几十个法布里-珀罗干涉腔，对应地，可以对全频率区间进行检测。
27.在一些实施例中，悬臂梁121可以是mems（micro-electro-mechanical system）传感器，即微机电系统。mems加工可以通过控制参数得微米量级的特征尺寸，从而完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。mems技术极大地缩减了传感探头的物理规模，不仅起到节约空间占用、精确调制传感信号的作用，并且使得光信号的传输损耗更低，性能更加优越。可以将多个mems传感器与单模光纤组件11集成，根据实际应用需求和数值模拟设计并生产出精密的器件形状和几何尺寸，从而实现传感器灵敏度和谐振频率的精准调节。
28.把mems传感器和单模光纤相结合，即可以充分利用mems传感器优异的物理特性和生产优势，又可以利用光纤传感的检测和解调技术组成新一代无源、远程监测传感系统。在该传感系统中，各种被测量的信号由mems传感器感应并转化成对光的调制，然后由光纤将被调制的光信号传输到远端的控制室，这样不但在传感器上没有带电元件，而且可以实现远程多地点，多参数的同时监测。由于光纤尺寸和mems传感器的尺寸相近，二者结合起来的传感器正在进入全新演变阶段，这类传感器将超越了传统传感器的覆盖范围，向着次声波、超声波、微振动、远程监测传感方向发展，同时本发明制备方法简单，成本低，易规模化生产。
29.继续参阅图2，在一些实施例中，振动检测装置还可以包括支撑框架14；悬臂梁121包括悬臂梁主体1211和悬臂1212；悬臂1212的一端连接支撑框架14，悬臂1212的另一端连接悬臂梁主体1211，每个悬臂梁121中的悬臂梁主体1211的质量均不同，以感应不同的频率区间；悬臂梁组件12产生共振时，至少一个悬臂梁主体1211以悬臂1212为轴产生振动，法布里-珀罗干涉腔的腔长发生变化。
30.具体地，悬臂梁主体1211可以是二氧化硅、氮化硅、碳化硅、金刚石或蓝宝石等材料形成的薄膜，悬臂1212一端连接悬臂梁主体1211，另一端连接支撑框架14，通过支撑框架14可以将多个悬臂梁121设置在同一支撑框架14内；以悬臂梁主体1211是二氧化硅形成的薄膜为例，每个悬臂梁主体1211可以是不同面积（质量）形成的二氧化硅薄膜，在感受到某个频率的振动信号之后，某个悬臂梁主体1211可以与该振动信号产生共振，即以悬臂1212为轴产生振动，进而使法布里-珀罗干涉腔的腔长发生变化。基于此，每个不同面积的悬臂梁主体1211可以感应不同频率区间的振动信号并与振动信号产生共振，进而实现感应全频率区间的振动信号。
31.图3为本公开实施例提供的v形槽结构示意图。在一些实施例中，振动检测装置还可以包括v形槽15；单模光纤设置于v形槽15内，v形槽15用于固定单模光纤111；
v形槽15与支撑框架14的位置相对固定。
32.参阅图3，图3中的（a）为v形槽15的俯视图，图3中的（b）为v形槽15的正视图，图3中的（c）为v形槽15的侧视图。具体地，可以采用精密机械加工生产的v型槽15来保障振动元件的一致性，同时可以保障规模化生产，还可以固定单模光纤111，避免单模光纤111发生形变影响光信号、反射信号或干涉信号，可以借助显微镜采用环氧树脂固定或者激光器焊接工艺连接在一起。在一些实施例中，还可以通过其他方式固定单模光纤111，例如套管等等。可以通过v形槽15将多根单模光纤111相互平行设置，进而形成多个腔长方向相同的法布里-珀罗干涉腔。
33.图4为本公开实施例提供的第三种振动检测装置结构示意图。在一些实施例中，振动检测装置还可以包括：光源16、环形器17和解调器18；光源16连接环形器17的第一端，环形器17的第二端连接单模光纤组件11，环形器17的第三端连接解调器18；解调器18连接处理组件13；光源16用于向环形器17发射光信号；环形器17用于将光信号传输至单模光纤组件11，并且接收单模光纤组件11传输的干涉信号，环形器17还用于将干涉信号发送至解调器18；解调器18用于解调干涉信号并将解调后的干涉信号发送至处理组件13。
34.在一些实施方式中，可以采用垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting lasers, vcsel)作为输出光源16。稳定工作的光源16和发射光功率是精准检测的前提，垂直腔面发射激光器有着比边发射激光器更优越的特性，比如非常低的阈值电流，圆形输出光斑，较小的发散角，易于将激光耦合到单模光纤111中等等。
35.在一些实施例中，处理组件13获取到解调后的干涉信号后，还可以对干涉信号本身进行分析，而并不局限于确定干涉腔的腔长变化。例如可以对干涉信号的相位变化、干涉条纹的数量进行分析等等，基于干涉信号的相位变化或干涉条纹的数量对检测到的振动信号进行分析，确定检测到的振动信号是否为目标振动信号。
36.本公开实施例还提供了一种振动检测设备，该振动检测设备基于上述振动检测装置实施例中任一项的振动检测装置实现，振动检测设备至少两个振动检测装置；每个振动检测装置沿不同方向设置，使每个振动检测装置的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向形成夹角，夹角大于零度。
37.具体地，每个振动检测装置中可以包括一个或多个法布里-珀罗干涉腔，当一个振动检测装置中存在多个法布里-珀罗干涉腔时，每个法布里-珀罗干涉腔的腔长方向是相互平行的，以检测同一方向上的全频段的振动信号；基于此，一个振动检测装置能够检测到的振动信号的方向是固定的，而并非是全方向的；所以可以设置多个振动检测装置，每个振动检测装置中的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向均不同，以三个振动检测装置为例，可以将三个振动检测装置的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向分别沿xyz三个方向上设置，且xyz三个方向相互垂直，形成空间直角坐标系；基于此设置，可以同时检测到以振动检测设备为中心，检测xyz三个方向上的振动信号，扩大振动信号的检测范围。在一些实施场景中，例如在检测到目标振动信号后，可以确定对应的目标振动检测装置，假设振动检测装置a检测x方向、振动检测装置b检测y方向、振动检测装置c检测z方向，而目标振动信号是振动检测装置a检测到的，因此可以确定目标振动信号来源于x方向。基于上述装置，可以对全方向的振动信号进行检测，同时还可以确定目标振动信号的来源方向。
38.图5为本公开实施例提供的第一种振动检测方法流程示意图，该振动检测方法基于上述振动检测装置实施例中任一项的振动检测装置实现，该振动检测方法可以包括：s501、获取干涉信号；s502、基于干涉信号确定法布里-珀罗干涉腔的实时腔长；s503、获取法布里-珀罗干涉腔的初始腔长；s504、基于实际腔长和初始腔长确定腔长变化量；s505、判断腔长变化量是否大于预设的变化阈值，若是，则执行s506，若否，则执行s507；s506、判定反射信号对应的振动信号是目标振动信号；s507、判定反射信号对应的振动信号不是目标振动信号。
39.具体地，可以首先获取干涉信号，基于干涉信号的相位或干涉条纹的数量等确定法布里-珀罗干涉腔实时腔长，假设为1.1mm（长度单位：毫米），然后获取初始腔长，假设为0.9mm，确定腔长变化量为0.2mm，假设变化阈值为0.1mm，则可以确定腔长变化量大于变化阈值，则可以确定振动信号是目标振动信号，需要说明的是，上述示例中的实时腔长、初始腔长以及变化阈值等等数值以及数值单位，仅为举例说明，目的是为了使本公开实施例更易于理解，并不代表一定完全符合实际场景，本领域技术人员完全可以基于实际情况对数值做出对应的调整。
40.在一些实施例中，还可以直接对干涉信号进行分析，例如通过干涉条纹的数量随时间的变化确定干涉条纹的数量随时间的变化曲线，通过该曲线的表征确定振动信号是否为目标振动信号，在此不再做出过多赘述。
41.通过上述方法，可以通过干涉信号准确地判断出检测到的振动信号是否为目标振动信号，例如是否为地震产生的地应力对应的振动信号，从而可以准确地预测出是否产生地震。
42.图6为本公开实施例提供的第一种振动检测装置结构示意图，该振动检测装置包括：第一获取模块61，用于获取干涉信号；第一确定模块62，用于基于干涉信号确定法布里-珀罗干涉腔的实时腔长；第二获取模块63，用于获取法布里-珀罗干涉腔的初始腔长；第二确定模块64，用于基于实际腔长和初始腔长确定腔长变化量；判断模块65，用于判断腔长变化量是否大于预设的变化阈值；若是，则反射信号对应的振动信号是目标振动信号；若否，则反射信号对应的振动信号不是目标振动信号。
43.上述实施例中提供的振动检测装置与上述振动检测方法相对应，因此也可以实现与上述振动检测方法实施例相同或至少类似的技术效果，在此不再赘述。
44.图7为本公开实施例提供的第二种振动检测方法流程示意图，该振动检测方法基于上述振动检测设备实施例中的振动检测设备实现，或者该振动检测方法包括上述振动检测方法实施例中的振动检测方法，该振动检测方法还包括：s701、确定目标振动信号对应的目标振动检测装置；s702、基于目标振动检测装置中的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向确定目标振动信号的来源方向。
45.上述实施例中提供的振动检测方法与上述振动检测设备相对应，因此也可以实现与上述检测设备实施例相同或至少类似的技术效果，在此不再赘述。
46.图8为本公开实施例提供的第二种振动检测装置结构示意图，该振动检测装置包括上述振动检测装置实施例中的振动检测装置，该振动检测装置还包括：第三获取模块81，用于获取判断结果为目标振动信号的反射信号对应的振动检测装置；第三确定模块82，用于基于振动检测装置中的法布里-珀罗干涉腔的腔长方向确定目标振动信号的来源方向。
47.上述实施例中提供的振动检测装置与上述振动检测方法相对应，因此也可以实现与上述检测方法实施例相同或至少类似的技术效果，在此不再赘述。
48.本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储程序或指令，程序或指令使计算机执行上述实施方式提供的任一种方法的步骤。
49.在一些实施例中，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还可以用于执行本公开实施例所提供的上述振动检测方法的技术方案，实现对应的有益效果。
50.本公开实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；处理器通过调用存储器存储的程序或指令，用于执行上述实施方式提供的任一种方法的步骤，实现对应的有益效果。
51.图9为本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，电子设备包括一个或多个处理器901和存储器902。
52.处理器901可以是中央处理单元（cpu）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
53.存储器902可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（ram）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（rom）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器901可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本公开的实施例的方法，和/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。
54.在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置903和输出装置904，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。
55.此外，该输入装置903还可以包括例如键盘、鼠标等等。
56.该输出装置904可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置904可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
57.当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
58.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
59.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。