一种多朝向太阳辐射检测装置及辐射分析系统的制作方法

1.本发明涉及太阳辐射检测设备技术领域，具体是一种多朝向太阳辐射检测装置及辐射分析系统。


背景技术：

2.随着光伏能源的蓬勃发展，国内不断的在城镇地区开发和建设分布式光伏发电站；为了能够最大化的布局和落实光伏电站的总装机容量，这些电站选择安装在各种不同的位置和使用场景，其中包括：公共建筑物水泥平顶屋面，工业钢构厂房彩钢瓦屋面，公共建筑物立面墙，工业钢构厂房立面墙，停车场遮阳棚，廊道顶棚，路面，水泥厂、化工厂、玻璃厂等钢构设施的立面，外表面和顶棚等等，种类五花八门，朝向各异。
3.然而，随着工程项目的逐个落地、建设、竣工和并网后，这些光伏发电站的后期运营，发电量绩效和考核工作则面临了大量的技术问题。其中一个最大的问题是：无法客观的、公平的去量化各个地区的发电站、特别是各个地区不同朝向的光伏发电方阵的年度综合发电效率；其核心原因是，太阳辐射强度和太阳辐射量在不同时间、不同地理位置和不同朝向都是不一样的，因此无法对各个电站及其各个逆变器的发电量进行应发电量的判定。
4.业内对于大型集中式地面电站的标准操作方式是在每10mw的光伏方阵内配备一套太阳辐射监测站以便计量该电站方阵的实际太阳总辐射接收量，进而可以客观的计算电站的年度综合发电效率，对光伏电站年度发电指标进行考核。
5.然而，对于分布式电站而言，由于电站的装机容量相对较小，目前并没有规范要求给这些分布式光伏电站配备太阳辐射监测站。同时，上述这些分布式光伏电站跟集中式地面电站存在着较大差异——发电面朝向的多元性。集中式地面电站的朝向一般为1个朝向，而分布式光伏电站的朝向种类数量，特别是bipv电站，可达3～5个(常见的有：东立面、西立面、南立面、倾角朝南、倾角朝北、倾角朝东和倾角朝西,一般的组合是立面墙3种朝向加上屋面2种朝向)。有些建筑物的朝向不是朝着正南北方向的，而是偏离正南北一些角度，比如说偏离16
°
、偏离45
°
等；有些建筑物的屋面有不同的坡度，比如彩钢瓦屋面坡度3.5
°
，砖瓦屋面坡度25
°
；有些建筑物的屋面由于周边物体投影遮挡的原因，光伏发电组件需要进行朝向偏移的安装。另一方面，因为在城镇区域内的建筑物高矮不一，所以在这些建筑物位置上所接收到的太阳辐射量无法采用各向同性的一般太阳辐射模型来计算，比如说perez模型，否则可能会出现较大的偏差。
6.图1给出了在一个平面上所能接受到的太阳辐射标准模型，包含了perez模型的核心思想，在这模型中设置了两个相同面积的正方形的太阳辐射接收面1.01，其平面长度为l1.02，其中一个的法线朝向天顶1.04，既水平面安装，另一个倾斜安装，且与水平面之间形成角度为θ1.03的夹角。假设倾角安装的接收面1.01的法线刚好朝向太阳1.05，则两个接收面1.01能接收到的总太阳辐射来源可以如下分解：
7.(i)水平面的太阳辐射来源＝直接太阳辐射1.06 天空太阳漫辐射1.07 来自地面1.09的地面漫辐射1.10 地平线漫辐射1.08；
8.(ii)倾角面的太阳辐射来源＝(直接太阳辐射1.06)
×
cos(θ) (天空太阳漫辐射1.07)
×
(π-θ)/π (地平线漫辐射1.08)/2；
9.其中的漫辐射均作了各向同性的假设。
10.然而在城镇分布式光伏电站应用中，由于在周边任何位置都可能存在各种物体比如建筑物、电线杆、水箱、广告牌或树木等等，这些物体可能起遮挡的效果，也可能通过强漫反射太阳光而起到辅助的效果。比方说，刷了白漆的建筑物表面和水泥地面的漫反射率可达到0.4～0.7，这能起到正面辅助的作用。综述，在城镇分布式光伏电站应用中，太阳辐射模型不适用，从业者应当采用辐射测量仪器测量的方式。
11.综合上述的原因和现实条件，如要解决分布式光伏电站的年度综合发电效率的问题，唯一的解决办法就是在大量的在各个地区的各个朝向投入安装太阳辐射监测站。这种解决方案不但投入较大，而且也因为太阳辐射监测站体积较大的原因，其安装位置不好选择。
12.且现有的太阳辐射监测站成本较高，其主要原因是：(i)采用了高精度的热堆式传感器或者高效高精度的光电传感器，(ii)采用了高精度的均光光学窗口，(iii)采用了复杂的机械和电气机构来确保前述的(i)和(ii)可以发挥最大的作用。作为精密检测的校验、鉴定作业来说，采用太阳辐射监测站的方式进行检测，准确度较高，然而对于日渐普及的光伏电站运行维护、考核作业来说，这种检测方式成本过高。


技术实现要素：

13.本发明要解决的技术问题是提供一种多朝向太阳辐射检测装置及辐射分析系统，结构简单，体积小，安装方便，且可对不同角度的太阳辐射数据进行分析，得到修正系数，通过修正系数对水平设置的太阳辐射监测站检测的数据进行调整计算，得到太阳辐射监测站位于不同安装角度的检测数据。
14.本发明的技术方案为：
15.一种多朝向太阳辐射检测装置，包括有控制模组和太阳辐射测量模组，太阳辐射测量模组包括有光伏组件和温度传感器，温度传感器连接于光伏组件上，控制模组包括有控制电路板，所述的控制电路板上连接有微控制器、电流感应电阻、电池电压放大器芯片、温度采集电压放大器芯片、倾角传感器和无线发射模块，电流感应电阻的两端分别与光伏组件的正负极引线连接，电流感应电阻选用其阻值满足光伏组件输出电流等于或接近光伏组件短路电流的电阻，电池电压放大器芯片的正反向输入端也分别与光伏组件的正负极引线连接，电池电压放大器芯片的输出端与微控制器连接，温度传感器的输出端与温度采集电压放大器芯片的正反向输入端连接，温度采集电压放大器芯片的输出端与微控制器连接，所述的倾角传感器、无线发射模块均与微控制器连接，倾角传感器的安装角度和光伏组件的受光面保持平行。
16.所述的控制模组包括有控制箱，控制电路板设置于控制箱内，控制箱上设置有与无线发射模块连接的无线发射天线，控制箱的顶端固定连接有框架，光伏组件的底端连接于框架上，温度传感器固定连接于框架上且紧贴光伏组件的底面。
17.所述的光伏组件包括有上下重叠的透明盖板和背板、设置于透明盖板和背板之间具有单片结构的光伏电池片、以及透明封装材料，透明封装材料包覆于光伏电池片外、且连
接于透明盖板和光伏电池片之间、连接于背板和光伏电池片之间，使得透明盖板、光伏电池片和背板层压封装于一体，透明盖板的顶面上设置有亲水涂层，温度传感器固定连接于框架上且紧贴背板的底面。
18.基于一种多朝向太阳辐射检测装置的辐射分析系统，包括有主机和多个多朝向太阳辐射检测装置，多个多朝向太阳辐射检测装置中，其中一个多朝向太阳辐射检测装置作为参考分机，其余一个或多个多朝向太阳辐射检测装置作为作业分机，参考分机的光伏电池片其受光面水平设置，其余一个作业分机设置于具有倾斜度的平面上或是多个作业分机分别设置于不同倾斜度的平面上；所述的主机包括有单片机系统、触摸显示屏、存储器、无线接收模块、无线接收天线，所述的触摸显示屏、存储器、无线接收模块均与单片机系统连接，无线接收天线与无线接收模块连接，所述的多个多朝向太阳辐射检测装置均与主机的无线接收天线无线通讯连接。
19.所述的参考分机所接收到的实时相对太阳辐射强度数据为基数g0，每个作业分机所接收到的实时相对太阳辐射强度数据为g1，主机计算得到与作业分机设置角度对应的实时太阳辐射强度倾角修正系数g1/g0；所述的参考分机所接收到的累计相对太阳辐射量数据为基数e0，每个作业分机所接收到的累计相对太阳辐射量数据为e1，主机计算得到与作业分机设置角度对应的累计太阳辐射量倾角修正系数e1/e0。
20.所述的实时太阳辐射强度倾角修正系数和累计太阳辐射量倾角修正系数对光伏电池片水平设置的太阳辐射监测站其采集的辐射测量数据进行计算校正，实现太阳辐射监测站对每个作业分机所处位置处辐射测量数据的采集。
21.所述的实时相对太阳辐射强度数据g0或g1的计算方法为：
22.(1)、计算光伏电流i
ph
：i
ph
＝(v
sun
/k)/r；其中，v
sun
为电池电压放大器芯片输出的电压值，k为电池电压放大器芯片的放大倍数，r为电流感应电阻的阻值；
23.(2)、计算标准实时相对太阳辐射强度go：go＝(i
ph
/i
sc
)
×
1000w/m2；其中，i
sc
为光伏电池片在stc标准测试条件下的短路电流，stc标准测试条件下的辐射强度标准为1000w/m2；
24.(3)、计算太阳辐射测量模组的温度t
pv
：t
pv
＝(vt/n)/β，其中，vt为温度采集电压放大器芯片输出的电压值，n为温度采集电压放大器芯片的放大倍数，β为温度传感器的温度换算系数，单位为mv/℃或μv/℃，温度换算系数为温度传感器的出厂定值；
25.(4)、计算温度补偿后的实时相对太阳辐射强度gs：gs＝go/[1 (t
pv
﹣25℃)
×
ρ]，其中，ρ为光伏电池片的电流温度系数，单位为％/℃，电流温度系数为光伏电池片的出厂定值，光伏电池片在stc标准测试条件下的测试温度为25℃,温度补偿后的实时相对太阳辐射强度gs即为实时相对太阳辐射强度数据g0或g1。
[0026]
所述的累计相对太阳辐射量数据e0或e1的计算方法为：将实时相对太阳辐射强度gs与对应的采集时间差相乘，得到采集时间间隔内的相对太阳辐射量数据es，将采集时间段内多个采集时间间隔内的相对太阳辐射量数据es相加即得到采集时间段内的累计相对太阳辐射量数据e0或e1。
[0027]
本发明的优点：
[0028]
(1)、本发明多朝向太阳辐射检测装置的结构简单，体积小、安装方便，制造成本低，采用光伏电池片作为测量太阳辐射强度的核心传感器，其光学窗口的折射特征、在各种
太阳辐照强度下的光谱吸收范围和光电效应均和光伏电站的发电器件一致，因此对于以测量太阳辐射量(光伏发电站的能量输入)来考核电站发电效率的目的来说，检测准确度较高；
[0029]
(2)、本发明多朝向太阳辐射检测装置中设置有电流感应电阻，电流感应电阻选用其阻值满足光伏组件输出电流等于或接近光伏组件短路电流的电阻，使得从光伏电池片采集的输出电流和太阳辐射强度成正比，即本发明用一个简单的无源器件来替代包含有大功率场效应管、微控制器、软件算法和微控制器的界面元器件等较复杂且昂贵的mppt最大功率跟踪模组，可实现相对的太阳辐射测量。
[0030]
(3)、本发明设置有温度传感器，可对采集的实时相对太阳辐射强度进行温度补偿，使得采集的实时相对太阳辐射强度数据更加准确；
[0031]
(4)、本发明设置有倾角传感器，可对多朝向太阳辐射检测装置的安装角度进行自动采集，角度检测准确，便于对每个多朝向太阳辐射检测装置根据安装角度的不同进行分别检测记录和分析；
[0032]
(5)、本发明的多朝向太阳辐射分析系统设置有参考分机和多个作业分机，多个作业分机与待检测的光伏电站发电器件的安装角度一致、位置接近，通过将每个作业分机相对于参考分机进行分析计算，得出作业分机相对于参考主机的修正系数，通过修正系数对单台水平设置的太阳辐射监测站的测量数据进行修正，即可得到太阳辐射监测站针对待检测光伏电站检测的太阳辐射强度和太阳总辐射量绝对数据，而无需在每个待检测的光伏电站处均设置太阳辐射监测站；由于采用了相对测量的方式，且参考分机和多个作业分机均采用本发明的多朝向太阳辐射检测装置，结构简单、体积小，更加容易安装实施，投入成本和后期维护成本更低；虽然本发明的多朝向太阳辐射检测装置可直接检测计算出太阳辐射强度和太阳辐射量，但是有可能与检测标准存在误差，所以采用计算的修正系数对太阳辐射监测站检测的数据进行转换，得到的检测数据完全符合检测标准。
附图说明
[0033]
图1是在一个平面上所能接受到的太阳辐射标准模型图。
[0034]
图2是本发明多朝向太阳辐射检测装置的剖视图。
[0035]
图3是本发明多朝向太阳辐射检测装置的原理框图。
[0036]
图4是本发明多朝向太阳辐射检测装置采用光伏电池片采集太阳辐射的电路图。
[0037]
图5是单二极管光伏电池的电路图。
[0038]
图6是光伏电池片的工作电路图。
[0039]
图7是光伏电池片在不同太阳辐射强度下工作时的伏安曲线图。
[0040]
图8是本发明多朝向太阳辐射分析系统的安装结构示意图。
[0041]
图9是本发明多朝向太阳辐射分析系统的原理框图。
[0042]
附图标记：1.01-太阳辐射接收面，1.02-平面长度l，1.03-倾角θ，1.04-朝向天顶方向，1.05-朝向太阳方向，1.06-直接太阳辐射，1.07-天空太阳漫辐射，1.08-地平线漫辐射，1.09-地面，1.10-地面漫辐射；
[0043]
111-控制箱，112-控制电路板，113-微控制器，114-电流感应电阻，115-电池电压放大器芯片，116-温度采集电压放大器芯片，117-倾角传感器，118-无线发射模块，119-无
线发射天线，121-框架，122-透明盖板，123-背板，124-透明封装材料，125-光伏电池片，126-温度传感器，127-亲水涂层，13-安装角架；
[0044]
2.01-电流源，2.02肖克力二极管，2.03-并联电阻r
sh
，2.04-串联电阻rs，2.05-光伏电池板的电极引出线，2.06-光能，2.07-光电电流i
ph
，2.08-输出电流i，2.09-输出电压v，2.10-反向饱和电流io，2.11-开路电压v
oc
，2.12-分流电流i
sh
；
[0045]
3.1.1-单二极管光伏电池，3.1.2-连接电线，3.1.3-负载r；
[0046]
3.2.1-不同太阳辐射强度下的照射条件，3.2.2-工作点，3.2.3-短路接状态工作区域，3.2.4-最大功率点，3.2.5-断路(开路)状态工作区域，3.2.6-电流变化非常小的工作区域；
[0047]
2-主机，21-单片机系统，22-触摸显示屏，23-存储器，24-无线接收模块，225-无线接收天线，31-参考分机，32-作业分机。
具体实施方式
[0048]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049]
见图1-图4，一种多朝向太阳辐射检测装置，包括有控制模组和太阳辐射测量模组，控制模组包括有控制箱111，控制箱111通过安装角架13安装固定于安装平面上，控制箱111内设置有控制电路板112(配备电池电源)，控制电路板112上连接有微控制器113(stm32系列)、电流感应电阻114、电池电压放大器芯片115、温度采集电压放大器芯片116、倾角传感器117和无线发射模块118，倾角传感器117、无线发射模块118均与微控制器113连接，控制箱111上设置有与无线发射模块118连接的无线发射天线119；
[0050]
太阳辐射测量模组包括有光伏组件、温度传感器126和框架121，光伏组件包括有上下重叠的透明盖板122和背板123、设置于透明盖板122和背板123之间具有单片结构的光伏电池片125(选用182mmx182mm的原片-高效单晶硅perc光伏电池片经过激光划片切割成为多个面积相同、矩形的光伏电池片，多个切割后的光伏电池片分别供多个多朝向太阳辐射检测装置使用，每个光伏电池片125须保留至少1条主栅线，面积为原片的1/10～1/15，切割后的光伏电池片须在stc标准测试条件下测量其短路电流)、以及透明封装材料124，透明封装材料124采用真空加热层压技术包覆于光伏电池片125外、且连接于透明盖板122和光伏电池片125之间、连接于背板123和光伏电池片125之间，使得透明盖板122、光伏电池片125和背板123封装于一体，控制箱111的顶端固定连接有框架121，光伏组件的底端连接于框架121上，透明盖板122的顶面上设置有亲水涂层127，亲水涂层127实现表面自洁功能，以最大程度的去除表面浮灰，去除光学遮挡的影响，温度传感器126固定连接于框架121上且紧贴背板123的底面；
[0051]
控制模组电流感应电阻114的两端分别与光伏电池片125的正负极引线连接，电流感应电阻选用其阻值满足光伏电池片125输出电流等于或接近光伏电池片125短路电流的电阻，电池电压放大器芯片115的正反向输入端也分别与光伏电池片125的正负极引线连接，电池电压放大器芯片115的输出端与微控制器113连接，温度传感器126的输出端与温度
采集电压放大器芯片116的正反向输入端连接，温度采集电压放大器芯片116的输出端与微控制器113连接，倾角传感器117的安装角度和光伏电池片125的受光面保持平行。
[0052]
光伏电池片采集辐射强度的基础原理：
[0053]
光伏电池片是一种半导体二极管，一般为以晶体硅为基体的单个pn节半导体器件。当光子进入光伏电池片的硅基体后，部分光子被吸收并在pn节处产生了电力场，有了电势电压v；此时如果光伏电池片未连接负载，处于开路状态，其电势电压v＝v
oc
,v
oc
被称为开路电压；此时如果光伏电池片连接了负载r，电流i就会从光伏电池片的正极通过负载流到光伏电池片的负极，实现电能的输出；电流i的大小受到负载r阻值的影响，当负载为零时(短接,r＝0)此时电流i的值达到在当时太阳辐射强度下的最大值，这叫做光伏电池片的短路电流isc，此时光伏电池片的电势电压v＝0。
[0054]
光伏电池片的基本工作原理由图5的单二极管光伏电池的电路图来表达，其中光伏电池片的原生电流由电流源2.01来表达；光伏电池片的pn节由一个肖克力二极管2.02来表达；当有光能2.06输入时，在pn节处产生了一个原生电压，由光伏电池片的开路电压v
oc
来表示，同时，电流源2.01产生了和光能输入呈直接线性关系的光电电流i
ph 2.07。光伏电池片内部的电损失由分流电流和分压电阻来表示，其中，反向饱和电流i
o 2.10代表了半导体器件的参杂缺陷，并联电阻r
sh 2.03和被其所带来的分流电流i
sh 2.12代表了光伏电池片内部的载流子复合损失，串联电阻r
s 2.04代表了各种阻性电损。由于有着前述的各种损失，在工作状态时，光伏电池片的电极引出线2.05处实际的输出电流i 2.08和输出电压v 2.09会比原生的光电电流i
ph 2.07和开路电压v
oc 2.11小一些。
[0055]
图6是光伏电池片的工作电路图，其中在单二极管光伏电池3.11的输出端通过连接电线3.1.2并联连接一个负载r 3.1.3。光伏电池片的输出电流i 2.08和输出电压v 2.09会因负载3.1.3的阻值的变化或者输入的光能变化而变化。
[0056]
图7是光伏电池片在不同太阳辐射强度下工作时的伏安曲线图，横坐标为输出电压v，纵坐标为输出电流i，图7中显示了光伏电池片在不同照射条件3.2.1下的工作点3.2.2。断路(开路)状态工作区域3.2.5代表着光伏电池片没有连接负载，或者连接了阻值很大的负载；短路状态工作区域3.2.3代表光伏电池片正在短路连接，或者连接了阻值很小的负载；光伏电池片只有在连接了最佳视在电阻的情况下才能实现最大功率输出，也就是说光伏电池片在最大功率点3.2.4的工作点运行。光伏电池片的伏安曲线有一个特征：在短路状态工作区域3.2.3和最大功率点3.2.4之间有一段电流变化非常小的工作区域3.2.6，在这个工作区域3.2.6，光伏电池片的输出电流i≈isc＝i
ph
,这标志着在一定精度范围内，从光伏电池片工作区域3.2.6处采集的输出电流和太阳辐射强度是成正比的，所以本发明电流感应电阻114的选择满足光伏电池片125的输出电流等于或接近光伏电池片125的短路电流，位于短路状态工作区域3.2.3或电流变化非常小的工作区域3.2.6的范围内。
[0057]
见图8和图9，一种多朝向太阳辐射分析系统，包括有主机2和多个多朝向太阳辐射检测装置，多个多朝向太阳辐射检测装置中，其中一个多朝向太阳辐射检测装置作为参考分机31，其余多个多朝向太阳辐射检测装置作为作业分机32，参考分机31的光伏电池片125其受光面水平设置，多个作业分机32分别设置于不同倾斜度(0
°
，90
°
]的平面上；主机2包括有单片机系统21(stm32系列)、触摸显示屏22、存储器23、无线接收模块24和无线接收天线25，触摸显示屏22、存储器23、无线接收模块24均与单片机系统21连接，采集数据和计算数
据均保存于存储器23中，触摸显示屏22用于显示和查看采集数据和计算数据等信息，无线接收天线25与无线接收模块24连接，参考分机31和多个作业分机32的无线发射天线119均与主机2的无线接收天线25无线通讯连接。
[0058]
其中，参考分机31所接收到的实时相对太阳辐射强度数据为基数g0，每个作业分机32所接收到的实时相对太阳辐射强度数据为g1，主机2计算得到与作业分机32设置角度对应的实时太阳辐射强度倾角修正系数g1/g0；参考分机31所接收到的累计相对太阳辐射量数据为基数e0，每个作业分机32所接收到的累计相对太阳辐射量数据为e1，主机2计算得到与作业分机32设置角度对应的累计太阳辐射量倾角修正系数e1/e0；
[0059]
实时太阳辐射强度倾角修正系数和累计太阳辐射量倾角修正系数对光伏电池片水平设置的太阳辐射监测站采集的辐射测量数据(太阳辐射强度和累计太阳辐射量)进行计算校正，即太阳辐射监测站采集的水平太阳辐射强度乘以实时太阳辐射强度倾角修正系数g1/g0，即得到太阳辐射监测站针对与作业分机32设置角度一致的光伏电站的太阳辐射强度的采集数据，太阳辐射监测站采集的累计水平太阳辐射量乘以累计太阳辐射量倾角修正系数e1/e0，即得到太阳辐射监测站针对与作业分机32设置角度一致的光伏电站的累计太阳辐射量的采集数据。
[0060]
实时相对太阳辐射强度数据g0或g1的计算方法为：
[0061]
(1)、计算光伏电流i
ph
：i
ph
＝(v
sun
/k)/r；其中，v
sun
为电池电压放大器芯片输出的电压值，k为电池电压放大器芯片的放大倍数，r为电流感应电阻的阻值；
[0062]
(2)、计算标准实时相对太阳辐射强度go：go＝(i
ph
/i
sc
)x 1000w/m2；其中，i
sc
为光伏电池片在stc标准测试条件下的短路电流，stc标准测试条件下的辐射强度标准为1000w/m2；
[0063]
(3)、计算太阳辐射测量模组的温度t
pv
：t
pv
＝(vt/n)/β，其中，vt为温度采集电压放大器芯片输出的电压值，n为温度采集电压放大器芯片的放大倍数，β为温度传感器的温度换算系数，单位为mv/℃或者μv/℃，温度换算系数为温度传感器的出厂定值；
[0064]
(4)、计算温度补偿后的实时相对太阳辐射强度gs：gs＝go/[1 (t
pv
﹣25℃)
×
ρ]，其中，ρ为光伏电池片的电流温度系数，单位为％/℃，电流温度系数为光伏电池片的出厂定值，光伏电池片在stc标准测试条件下的测试温度为25℃，温度补偿后的实时相对太阳辐射强度gs即为实时相对太阳辐射强度数据g0或g1。
[0065]
累计相对太阳辐射量数据e0或e1的计算方法为：将实时相对太阳辐射强度gs与对应的采集时间差相乘，得到采集时间间隔内的相对太阳辐射量数据es，将采集时间段内多个采集时间间隔内的相对太阳辐射量数据es相加即得到采集时间段内的累计相对太阳辐射量数据e0或e1。
[0066]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。