收集和分析与顶部浸没式喷射注射器反应器系统操作状况有关的数据的系统和方法与流程

背景技术：

需要熔池(bath)和含氧气体源之间的相互作用的熔融池熔炼(moltenbathsmelting)或其它热冶(pyrometallurgical)操作利用几种不同的布置来供应气体。通常，这些操作涉及直接注入到熔融的锍(matte)/金属中。这可能通过如在贝塞尔(bessemer)类型炉中的底吹鼓风口或如在peirce-smith类型转换器中的侧吹鼓风口。可替代地，气体的注入可以通过喷枪来提供或者顶吹或者浸没式注射。顶吹喷枪注射的示例是kaldo和bop炼钢厂，其中纯氧从熔池上方吹，以从熔铁中产生钢。顶吹喷枪注射的另一个示例是三菱(mitsubishi)铜工艺，其中喷枪引起含氧气体(例如富氧空气)的喷发，以撞击并穿过熔池的顶表面以分别产生和转化铜锍。在浸没式喷枪注射的情况下，喷枪的下端被浸没，使得注射发生在熔池内而不是从熔池的熔渣层的上方，以提供顶部浸没式喷射(tsl)注射。

对于顶吹和tsl注射，喷枪经受强烈的占优势的熔池温度。三菱铜工艺中的顶吹使用许多相对小的钢枪，其具有约50mm直径的内管和约100mm直径的外管。内管终止于约炉顶的水平，远在反应区之上。可旋转以防止其附着在炉顶处的水冷套环的外管向下延伸到炉的气体空间中，以将其下端定位在熔融池的上表面上方约500-800mm。夹带在空气中的颗粒进料通过内管吹送，而富氧空气通过管道之间的环形空间吹送。尽管有外管的下端的高于熔池表面的间距，以及通过经过它的气体对喷枪的任何冷却，但是外管每天燃烧回约400mm。因此，外管缓慢降低，并且当需要时，新的部分被附接到外部可消耗管道的顶部。

用于tsl注射的喷枪远大于用于顶吹的喷枪，诸如在上述三菱工艺中的喷枪。tsl喷枪通常具有至少内管和外管，如下所述，但是可以具有与内管和外管同心的至少一个其它管。典型的大型tsl喷枪具有200至500mm或更大的外管直径。此外，喷枪更长并且向下延伸穿过tsl反应器的顶部，其可以为约10至15米高，使得外管的下端浸入到熔池的熔渣相中约300mm或更大的深度，但是被通过其中的注入气流的冷却作用在外管的外表面上形成并维持的固化炉渣的涂层保护。内管可以在与外管约相同的水平处终止，或者在高于外管下端多达约1000mm的较高水平处终止。因此，可能是只有外管的下端处于浸没的情况。

tsl喷枪的内管可以用于供应被注射到熔池的渣层中的进料材料，诸如浓缩物、助熔剂和还原剂，或者它可以用于燃料。含氧气体，诸如空气或富氧空气，通过管道之间的环形空间供应。当在熔池的熔渣层内开始浸没注射时，含氧气体和燃料(诸如燃料油、精煤或烃气)被供应给喷枪，并且生成的氧气/燃料混合物被燃烧以生成撞击到炉渣中的火焰喷发。这使得炉渣在熔池内倾斜，从而导致明显的熔池移动。这种熔池运动，连同经由喷枪注射气体或其它材料导致喷枪由于引发的力的移动。顶部浸没式喷枪所经历的运动范围具有提供关于在熔融池中发生的过程操作的重要信息的潜力。

由于顶部浸没式喷射注射器反应器的内容不可见，因此操作者可能难以对反应器内的操作状况具有任何真实的了解。关于反应器的操作的数据使用标准范围的装备进行收集，包括通常驻留在反应器壳体或衬套中或其上的设备，诸如热电偶、流量计等。由于反应器内非常恶劣的环境，用于监测操作状况的任何仪器总是高成本，并且需要频繁的维护和/或更换。

使用标准装备监测操作状况的常规方法往往使用以隔离和/或线性方式收集到的数据。例如，熔渣池的温度可能使用热电偶进行测量，并且温度测量值被用作隔离的读数，以试图推断反应器内正在发生的情况。这种方法忽略了影响和/或指示各种操作状况的因素之间的固有的相互作用，并且使得难以向工厂操作者提供关于反应器内的操作状况的准确诊断。

对包括在本文中的发明的背景中的、包括文献、动作、材料、设备、物品等的讨论旨在解释本发明的上下文。这不应当被视为承认或暗示所提及的任何材料在所要求保护的优先权日期时在专利领域被公布、已知或者是公共常识的一部分。

期望提供用于监测熔渣池中的操作状况的一个或多个传感器。

技术实现要素：

根据本发明的方面，提供了用于收集和分析与顶部浸没式喷射注射器反应器系统中的操作状况相关的数据的系统，该系统具有喷枪，其下端将在顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作期间被浸没在熔融池中，所述系统包括：

(a)至少两个传感器，被配置为感测操作状况的指标并且生成感测数据信号，每个传感器是不同的传感器类型，并且这两个传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器；以及

(b)中央处理单元，用于接收多个感测数据信号，并且分析与操作状况的至少两个指标相关的感测数据信号，以确定操作状况的当前状态。

可以采用包括各种低成本传感器的各种传感器的组合来实现本发明。例如，可以采用温度传感器、压力传感器、运动传感器、位置传感器、声音和/或图像传感器。在本发明的上下文中，有必要至少两个传感器是不同的类型，使得它们可以用于感测不同但是可能互补的操作状况的指标。此外，传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器。例如，如果使用第一传感器来感测喷枪的运动，并且传感器信号指示喷枪没有在移动，那么从第二传感器类型收集数据是有帮助的，例如，感测喷枪在反应器内部的位置，以确认诊断。例如，如果位置传感器指示喷枪没有浸没在熔池中，那么可以组合并分析两个独立检测到的信号，以提供对当前操作状况的准确诊断，依赖于使用单种传感器类型收集到的数据，这是不可能的。

在所提供的示例中，喷枪运动传感器和喷枪位置传感器两者构成基于喷枪的传感器，因为喷枪运动传感器安装在喷枪上以感测喷枪的移动，并且喷枪位置传感器被配置为感测喷枪与顶部浸没式喷射注射器反应器系统的机械相互作用。但是，应当理解的是，只要至少两个传感器中的一个是基于喷枪的传感器，就可以确定操作状况的状态。

基于喷枪的传感器可以被配置为以与喷枪位置、喷枪浸没或喷枪磨损相关的指标的形式感测喷枪与顶部浸没式喷射注射器反应器系统的机械相互作用。此外，基于喷枪的传感器可以被配置为通过感测机械相互作用的直接测量来感测机械相互作用。

在特定实施例中，中央处理单元将操作状况的当前状态与最佳操作状况进行比较，以确定一个或多个过程控制是否需要调整以将当前操作状况转移到最佳操作状况。

关于操作状况的当前状态的反馈可以被提供给顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作者。即，可以向操作者提供用于手动调整过程控制以将当前操作状况转移到最佳操作状况的一个或多个指令。

可替代地，关于操作状况的当前状态的反馈可以直接提供给与浸没式喷射注射器反应器系统相关联的过程控制单元。在该实施例中，过程控制单元被提供用于自主调整过程控制以将当前操作状况转移到最佳操作状况的指令。例如，如果传感器的组合确定熔池中的炉渣状况不是所期望的，即，由于熔池温度太低而导致过厚和粘稠，那么对操作者或过程控制单元的指令可能是增加熔池温度以试图将当前操作状况转移到更流动的炉渣。

在特定实施例中，提供至少三种不同类型的传感器以使得能够检测各种操作状况。

传感器可以选自各种传感器类型，包括压力、运动、声音、温度和图像传感器。例如，运动传感器可以一般地包括方位传感器，并且更具体地包括加速度计、陀螺仪、磁力计、惯性测量单元等。这种基于喷枪的传感器例如通过检测喷枪移动的幅度和方向、在各个方向上喷枪的加速度和/或喷枪所经受的g-力(g-force)来感测喷枪的朝向。位置传感器可以采取测量喷枪相对于炉膛的位置的位置编码器的形式，并且可以安装或可以不安装在喷枪上。声音和图像传感器(例如以静态或视频相机的形式)可以提供关于熔渣粘度的有用数据，例如由于生成的熔融喷溅模式的声音。类似地，存在可以归因于最佳操作状况的某些特性声音频率。例如，如果没有鼓泡频率被记录，那么这是喷枪尖端没有浸没在熔池中的指标，这可以由通过一种或多种其它类型的传感器生成的数据信号来支持。

虽然上述传感器类型中的一些(诸如图像和声音传感器)仅仅指示特定的操作状况，但是其它传感器类型能够提供操作状况的直接测量。这种传感器类型包括用于测量熔池温度、喷枪运动、喷枪位置或喷枪浸没的传感器。这些传感器类型中的至少一种优选地包括在用于收集与操作状况有关的数据的系统中。

由感测到的信号指示的操作状况可以涉及以下中的一个或多个：熔池温度、炉渣状况、喷枪位置、喷枪浸没或喷枪磨损。

根据本发明的另一个方面，提供了用于收集和分析与顶部浸没式喷射注射器反应器系统中的操作状况有关的数据的方法，该系统具有喷枪，喷枪的下端将在顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作期间浸没在熔融池中，所述方法包括以下步骤：

(a)提供至少两个传感器，其被配置为在顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作期间感测操作状况的指标，并且生成感测数据信号，每个传感器是不同的传感器类型，并且至少两个传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器；

(b)将由至少两个传感器生成的感测数据信号传送到中央处理单元；以及

(c)分析与操作状况的至少两个指标相关的感测数据信号，以确定操作状况的当前状态。

基于喷枪的传感器可以安装在喷枪上和/或配置为感测喷枪与顶部浸没式喷射注射器反应器系统的机械相互作用。基于喷枪的传感器还可以被配置为以与喷枪位置、喷枪浸没或喷枪磨损相关的指标的形式感测喷枪与顶部浸没式喷射注射器反应器系统的机械相互作用。喷枪与顶部浸没式喷射注射器反应器系统的机械相互作用可以感测与喷枪位置、喷枪浸没或喷枪磨损相关的指标。

该方法还可以包括将操作状况的当前状态与最佳操作状况进行比较的步骤；以及确定一个或多个过程控制是否需要调整以将当前操作状况转移到最佳操作状况。

在另一种实施例中，该方法还包括将关于操作状况的当前状态的反馈提供给顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作者的步骤。

可替代地，该方法还包括将关于操作状况的当前状态的反馈提供给与浸没式喷射注射器反应器系统相关联的过程控制单元的步骤。

在本发明的一种形式中，至少两个传感器选自以下传感器类型：压力、运动、声音、温度和图像。

可选地，在顶部浸没式喷射注射器反应器系统中提供至少两个传感器的步骤包括提供至少三个传感器。

优选地，至少两个传感器中的至少一个被配置为提供操作状况的以下指标中的至少一个的直接测量：熔池温度、喷枪运动、喷枪位置或喷枪浸没。

该方法指示的操作状况可以涉及以下中的一个或多个：熔池温度、炉渣状况、喷枪位置、喷枪浸没或喷枪磨损。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明。应当理解的是，所示出的实施例仅仅是示例，而不应当被视为限制所附权利要求中限定的本发明的范围。

图1是根据现有技术的包括顶部浸没式喷枪的熔融池熔炼炉的局部剖开示意图。

图2是示出根据本发明的实施例的用于收集和处理与顶部浸没式喷射注射器反应器中的操作状况有关的数据的系统的示意图。

图3是图示根据本发明的实施例的作为各种操作状况的指标的各种传感器类型之间的相互关系的表格。

图4是示出根据本发明的实施例的用于收集和处理与顶部浸没式喷射注射器反应器系统中的操作状况有关的数据的方法的流程图。

具体实施方式

首先参考图1，其中示出了示例性顶部浸没式喷射注射器反应器系统100。反应器102具有在其顶端处通过顶盖106封闭的圆柱形壳体104，排出通气道(off-takeflue)108从顶盖106中向上突出到废气锅炉/热交换器110。在图1中，已经去除了壳体104的一部分，以使得能够观察到反应器102的内部，但是除了出炉口之外，壳体104在其高度的所有水平处是周向连续的。顶部106具有入口112，顶部浸没式注射喷枪114通过其向下延伸，使得喷枪115的下端部分浸没在熔融池116中。反应器102还具有通过顶盖106打开的进料端口118，以使得用于所需热冶操作的原材料能够充入到池116中；以及燃烧器端口120，用于如果在加热反应器时需要，那么使得能够插入燃烧器122。喷枪114具有使得喷枪114能够连接到分离的燃料/还原剂源和含氧气体源的连接器124，以使得这些材料能够通过喷枪114分别向下通过并在喷枪的下部出口处混合以供给燃烧混合物。燃料和氧气混合物的燃烧在喷枪115的下部出口端处的熔融池116中生成燃烧区域，以及熔融池116中的强烈湍流，其使得通过端口118充入的原材料分散在熔融池中以引起其中所需的热冶反应。

如图1所示的顶部浸没式喷射注射器反应器系统100通常由操作者操作，操作者借助于附连到喷枪的提升装置126通过相对于熔池升高或降低喷枪来控制喷枪114在反应器102内的位置。操作者对喷枪的位置和喷枪的移动进行各种手动观察，随着时间的推移，这使得操作者得以直观地理解指示反应器中的最佳操作状况的喷枪的运动范围，以及指示反应器内的次优操作状况的喷枪的移动范围。

现在参考图2，本发明的系统关于特定观察如何与反应器内的操作状况有关以及操作者应该如何对次优的那些操作状况做出适当的响应，提供了用于操作员的改进的指导的方法。提供了用于收集、处理和分析与顶部浸没式喷射注射器反应器系统100中的操作状况有关的数据的系统200。如图1所示，顶部浸没式喷射(以下也称为“tsl”)注射器反应器系统100具有喷枪114，其下端115将在tsl注射器反应器系统的操作期间浸没在熔融池116中。返回参考图2，系统200包括至少两个传感器210，该至少两个传感器中的每一个是不同的传感器类型，并且该至少两个传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器。每个传感器210被配置为感测操作状况的指标并且生成感测数据信号。中央处理单元220接收感测数据信号。中央处理单元220然后处理和分析感测数据信号以确定操作状况的当前状态。

可选地，如图2所示，中央处理单元220直接耦合到过程控制单元230。在这种情况下，关于操作状况的当前状态的反馈直接从中央处理单元220传送到过程控制单元230。直接反馈可以被转换为用于过程控制单元230调整反应器的过程控制，以努力将当前操作状况调整到最佳操作状况的指令。

可替代地，在中央处理单元220不直接耦合到过程控制单元230的情况下，可以将关于当前操作状况的反馈与用于对反应器的过程控制进行调整以努力改善操作状况的建议一起提供给操作者。在这种情况下，必要的调整由操作者以通常的方式手动实现。

如图所示，系统采用至少两个传感器，每个传感器是不同的传感器类型。传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器，其或者被安装在喷枪上，例如以喷枪运动传感器的形式，或者被配置为感测喷枪与顶部浸没式喷射注射器反应器系统的机械相互作用，例如以不必安装在喷枪本身上而是感测喷枪相对于反应器的位置的喷枪位置传感器的形式。这些传感器选自各种各样的低成本传感器。合适的温度传感器(其也是基于喷枪的传感器)的示例在国际pct申请pct/ib2014/060638中进行描述了。这种传感器能够直接测量可以指示在反应器内发生的多个操作状况(包括炉渣状况，即流动的或粘性的)的熔池温度。

例如，使用压力传感器来测量经由喷枪注射的流体的任何限制或堵塞。压力传感器或变送器(transmitter)可以安装在任何流体输送管线上的适当位置中，或者可以是安装在喷枪排放点(即喷枪尖端)附近的基于喷枪的传感器。即，可以在任何特定点处测量向喷枪供给氧气、空气或燃料的任何管线内的压力。在该特定点处的压力读数的变化将通常指示发生了限制或阻塞。一种明显的限制或堵塞在喷枪从熔池上方移动到浸没位置时发生，这是由于当排放点低于熔渣表面时产生的静压头。这意味着在流体流动管线中的同一点处获取的压力头或背压读数的差异可以是喷枪浸没以及可以在喷枪操作期间发生的其它潜在阻塞或限制的指标。当与来自至少一个其它传感器(诸如，例如，喷枪位置传感器，或也是喷枪尖端是否浸没在熔渣池中的指标的喷枪运动传感器)的读数组合时，更容易准确地确定背压的增加是由于喷枪浸没还是由于流体流动管线中的一些其它限制。

将含氧气体和燃料注射到熔融池中导致炉渣在熔池中倾斜。喷渣或熔池移动以及经由喷枪本身注射的气体或其它材料引发的力而导致喷枪的各种不自主的移动。移动的幅度和方向以及至少部分浸没在熔融池中的喷枪的力和/或加速度是熔融池中的操作状况的可靠指标。这些移动和力由一个或多个运动传感器感测，运动传感器可以采取方向传感器、磁力计、陀螺仪、加速度计或惯性测量单元的形式，如在标题为“asensingdevicefordetermininganoperationalconditioninamoltenbothofatop-submergedlanceinjectorreactorsystem”的共同未决申请中所公开的。

可以相对于喷枪测量的其它操作状况是喷枪位置和喷枪浸没。喷枪位置是喷枪尖端位置相对于炉膛顶表面的假定度量，并且喷枪浸没是喷枪尖端位置相对于熔融池表面的实际测量。

喷枪位置可以通过附连到喷枪升降机制(用于在反应器内升高和降低喷枪)或者喷枪引导件或推车的位置传感器来测量。这种位置传感器可以以位置编码器的形式提供。应该注意的是，反应器内的喷枪的实际位置只能从该测量推断出来，因为它必须对每个新的喷枪进行校准，并且推断相对于炉膛顶部的喷枪尖端位置。因此，如果喷枪的长度例如由于使用导致的喷枪尖端磨损而改变，那么喷枪尖端相对于炉膛的实际位置也将改变。由于需要知道熔融池的深度，因此知道喷枪的位置通常不足以提供喷枪浸没的测量。此外，由于炉膛等上的材料的积聚，熔融池的深度会变化。

喷枪浸没的测量可以通过计算来确定，例如使用喷枪位置测量以及手动熔池高度测量。可以使用声音传感器来辨别浸没的推断测量，其中在熔池上方和喷枪的浸没操作位置之间观察到测得的声音频率的转移，以允许确定喷枪变成被浸没的点。从这一点开始，喷枪可以被降低定义的距离，并且因此浸没的程度是已知的。类似地，如前所述，可以使用背压的测量来确定喷枪被浸没的点。

测量由tsl操作产生的声音也可以是有效的测量。由于典型的tsl喷枪的低注射速度，因此大约3hz的“气泡”频率被认为是特性。简单而言，这意味着注射的流体形成气泡，并且在喷枪排放端约每秒三次地破碎。这些产生可以进行测量的特性鼓泡声。在其最简单的形式中，如果根本没有检测到鼓泡声，那么可以推断出喷枪没有浸没在熔池中。声音的特性和频率将随炉渣状况而变化。此外，在反应器内生成的飞溅模式可以在静态图像或视频图像上捕获。如果知道指示最佳操作状况的正常飞溅的体积和尺寸，那么可以使用飞溅的体积和尺寸的变化作为状况变化的指标。例如，在没有看见飞溅的情况下，喷枪既不在熔池中也不接近熔池的表面。当喷枪尖端几乎浸没时，飞溅将非常好。如果炉渣非常粘稠，那么飞溅的炉渣往往形成板状、串状或流状飞溅。飞溅形式的这些变化可通过图像分析容易识别。

考虑到可以使用不同传感器类型推断和/或验证的各种操作状况，本发明的系统和方法将通过示例最好地说明。

例如，在第一简单示例中，其中使用喷枪运动传感器来指示喷枪是否正在以正常或异常方式移动，如果没有感测到喷枪移动，那么喷枪很可能没有被浸没并且是在熔渣池之外操作。可以使用喷枪位置或喷枪浸没测量来验证该诊断。但是，在这种简单的情况下，喷枪操作者通常将单独根据缺乏喷枪移动来识别和纠正该问题。在这种情况下，喷枪运动传感器和喷枪位置传感器两者构成基于喷枪的传感器。

在第二个更复杂的示例中，由三种不同类型的传感器生成的数据信号可用于确定不利的操作状况：喷枪运动传感器、喷枪位置传感器和温度传感器。在这种情况下，喷枪运动传感器测量指示异常操作状况的过度移动。这个数据本身就可以指示与过程因素有关的许多问题之一或反应器内的机械相互作用的问题。因此，采用了以下使用所有三种传感器类型收集到的数据进行分析以得出综合诊断：

1.喷枪运动传感器检测指示比正常移动更高程度的移动的异常移动状况；

2.喷枪位置指标显示喷枪处于正确的位置；以及

3.熔池温度指示低温度状况。

在这种情况下，喷枪运动传感器和喷枪位置传感器两者构成基于喷枪的传感器。温度传感器可以是但不一定是基于喷枪的传感器。建议的动作过程将是增加对系统的能量输入，例如，通过增加经由喷枪的燃料添加率。

在第二个示例中，似乎熔池温度指示可以单独提供解决方案。但是，第三个示例在其中熔池温度也低的情况下使用相同的三个传感器。在此示例中，出现以下指标：

1.熔池温度被指示为低；

2.喷枪被指示为相对于炉子在正确的位置；以及

3.喷枪运动传感器指示喷枪没有在移动。

在这种情况下，组合的传感器信息指示喷枪尖端已经磨损回到其中喷枪没有浸没在熔融池中而是在其上方位置的点。在这个示例中，动作过程将是将喷枪从服务中移除以修复喷枪尖端，并且添加更多燃料的途径将不能纠正问题和恢复最佳操作状况。

在第四示例中，利用用于声音测量、喷枪位置、喷枪背压和熔池温度的传感器。这些传感器的指标显示：

1.声音指示异常操作；

2.喷枪位置正确；

3.熔池温度在正确的范围中；

4.喷枪背压异常，指示高的读数。

在该示例中，至少喷枪位置传感器和喷枪背压传感器构成基于喷枪的传感器。诊断是熔渣化学物质不在正确的范围内，并且需要通过炉渣化学物质改性进行调整。

上述示例说明分析由至少两种不同类型的传感器生成的数据信号(其中这两个传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器)优于依赖于操作者对来自各种传感器的信号做出评估。这种综合方法可以提供操作的一致性以及对影响操作效率的过程或机械变化的更快速的响应。

现在参考图3，其中示出了各种传感器类型之间可能的相互作用的一些示例。取决于应用，传感器可以被分组在一起。优选地，将对最小数量的低成本传感器的分析组合以使得能够进行低成本操作和更稳定的工厂操作。

现在参考图4，其中示出了图示用于收集和分析与顶部浸没式喷射注射器反应器系统中的操作状况有关的数据的方法400的流程图，该系统具有喷枪，其下端将在顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作期间浸没到熔融池中。在410处，该方法包括在顶部浸没式喷射注射器反应器系统中提供至少两个传感器的步骤，每个传感器是不同的传感器类型，并且两个传感器中的至少一个是基于喷枪的传感器，每个传感器被配置为在顶部浸没式喷射注射器反应器系统的操作期间感测至少一个操作状况指标。在步骤420处，该方法包括将由至少两个传感器生成的感测数据信号传送到中央处理单元的步骤。在步骤430处，分析与至少两个操作状况指标相关的感测数据信号，以确定操作状况的当前状态。

该方法还可以包括将操作状况的当前状态与最佳操作状况进行比较的步骤；以及确定一个或多个过程控制是否需要调整以将当前操作状况转移到最佳操作状况。

本发明的系统使用相对低成本的传感器提供了较低成本的顶部浸没式喷枪注射反应器和其更一致的操作。将确定各种操作因素的感测信号传输到用于处理和分析的中央处理单元使得能够由专家系统模块使用专有算法来分析感测信号，以提供可以用于指导操作者动作或直接指示工厂控制单位做出适当调整的改进的诊断。这使得能够在转移之间进行更一致和更稳定的工厂操作以及更高效的反应器操作。

虽然已经结合有限数量的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，鉴于前述的许多替代方案、修改和变化是可能的。因此，本发明旨在包括可以落入如所公开的本发明的精神和范围内的所有这样的替代方案、修改和变化。