一种在线监测装置及监测方法与流程

本发明涉及输气管道检测领域，具体涉及一种在线监测装置及监测方法。

背景技术：

“西气东送”与“西电东送”是我国的重要国策。也即，把西北西南地区(新疆，甘肃，内蒙，四川，云南等地)的能源(天然气，电力)向东部地区(珠三角，长三角，京津冀地区)输送。

西气东送：以上海为例，到2015年底，全市天然气用户数达到620万户。目前，上海市天然气年供应量已超过70亿立方米，占全市一次能源比例达到11％。对能源地区，涉及的GDP约700～1000亿元/年

西电东送，以上海为例，上海2015年夏季高峰用电负荷达到30000MVA，对动力资源稀缺的上海而言，区域外来电是上海电力的主力已是不争的事实。其中，超高压直流输电来沪的电量超过了总需求的45％。

西气东送与西电东送，由于国内能源与能源消耗都处在相同地域，导致输气管道与直流输电线路走向都由西向东，有些地域两者走向平行，并且十分接近。

其中，西气东送的输气管道系钢管组成，约50～60km设置一个加压站。现以管道长达4843km的西气东输二线干线管道为例，全部采用了X80钢级直径为1219mm的钢管，输气压力为12MPa。

钢管是十分良好的导电体，钢管本身的防腐蚀是十分重要的基本要求，尤其要防止电腐蚀。是保证输气管道安全的头等大事。

超高压直流输电通常是由+/-极性两根特高压架空线路运行送电，每根输送可达4000A。在某些特殊情况下，可能导致地下电流也达到4000A，在大地里形成一个“直流电压降”。这“直流电压降”实际就是一个极其巨大的直流电源，有可能导致临近的输气钢管管道产生“电腐蚀电流”，继而发生钢管的“电腐蚀现象”，加速钢管体电腐蚀过程，甚至高压钢管道爆炸事故。这将极其严重危害国民经济，严重影响社会稳定。类似的输气管道的重大事故已经发生过，对我国西气东送的决策有极其重大的潜在危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于为了解决现有技术中输气管道产生电腐蚀电流，从而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现；提供一种在线监测装置及监测方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种在线监测装置，所述在线监测装置用于监测输气管道的电腐蚀电流，所述在线监测装置包含：

红外光光源；

光调节单元，

在检测输入阶段：获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；

在结果输出阶段：获取R轴椭圆偏振光处理信号、L轴椭圆偏振光处理信号，处理形成具有所述单一波长的光处理信号；

传感光纤，多匝绕设在所述输气管道的外部；获取所述第一R轴偏振光检测信号、所述第一L轴偏振光检测信号，输出所述R轴椭圆偏振光处理信号、所述L轴椭圆偏振光处理信号；

反射单元，与所述传感光纤的光纤轴垂直设置所述传感光纤的光纤信号折返端；

监测单元，将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值；

在检测阶段，受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，输入所述传感光纤的所述第一R椭圆偏振光检测信号、所述第一L椭圆偏振光检测信号分别产生第一R光偏移角、产生第一L光偏移角；经所述反射单元的反射处理，带有所述第一R光偏移角的所述第一R椭圆偏振光检测信号、带有所述第一L光偏移角的所述第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号；

在所述结果输出阶段，所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号。

较佳地，所述光调节单元包含：

光调节器，

在所述检测输入阶段，获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为具有单一波长且相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号；

在所述处理输出阶段，获取X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号，并处理形成具有所述单一波长的所述光处理信号；

偏振光转化器，

在所述检测输入阶段，将所述X轴偏振光检测信号转换为所述第一R轴椭圆偏振光检测信号，将所述Y轴偏振光检测信号转换为所述第一L轴椭圆偏振光检测信号；

在所述处理输出阶段，将所述R轴椭圆偏振光处理信号转换为所述X轴偏振光处理信号、将所述L轴椭圆偏振光处理信号转换为所述Y轴偏振光处理信号。

较佳地，所述光调节器包含：

偏振器，

在所述检测输入阶段，获取所述红外光信号，处理形成具有所述单一波长的所述光检测信号；

在所述处理输出阶段，将输出信号处理为具有所述单一波长的所述光处理信号；

调制器，

在所述检测输入阶段，将所述检测光信号处理为相互垂直的所述X轴偏振光检测信号、所述Y轴偏振光检测信号；

在所述处理输出阶段，将所述X轴偏振光处理信号、所述Y轴偏振光处理信号处理形成所述输出信号。

较佳地，所述监测单元包含：

光探测器，利用萨格纳克干涉原理将所述光处理信号与所述光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角；

信号处理器，获取所述偏移角，并计算出所述输气管道的电腐蚀电流值；

显示器，将所述输气管道的电腐蚀电流值进行显示。

较佳地，所述光检测信号、所述光处理信号具有相同的所述单一波长，所述单一波长的范围为800nm-900nm。

较佳地，所述偏振光转化器为光晶体，所述光晶体的厚度为1/4所述单一波长。

较佳地，所述反射单元为镜子。

一种用于在线监测装置的监测方法，所述监测方法用于监测输气管道的电腐蚀电流，所述监测方法包含：

将红外光信号处理形成具有单一波长的光检测信号，并将所述光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；

受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，所述第一R轴偏振光检测信号产生第一R光偏移角，所述第一L轴偏振光检测信号产生第一L光偏移角；

经反射处理，带有所述第一R光偏移角的所述第一R椭圆偏振光检测信号、带有所述第一L光偏移角的所述第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号；

所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号；

所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号经处理后形成具有所述单一波长的光处理信号；

将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值。

较佳地，在所述将红外光信号处理为具有单一波长的第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号的步骤中，具体包含：

将所述红外光信号获处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为处理为相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号；

将所述X轴偏振光检测信号转换为所述第一R轴椭圆偏振光检测信号，将所述Y轴偏振光检测信号转换为所述第一L轴椭圆偏振光检测信号。

较佳地，在所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号经处理后形成具有所述单一波长的光处理信号的步骤中，具体包含：

将所述R轴椭圆偏振光处理信号转换为X轴偏振光处理信号、将所述L轴椭圆偏振光处理信号转换为Y轴偏振光处理信号；

将所述X轴偏振光处理信号、所述Y轴偏振光处理信号处理形成具有所述单一波长的所述光处理信号。

较佳地，在所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号的步骤中：

所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用对应产生第二R光偏移角、第二L光偏移角；

所述R椭圆偏振光处理信号为带有所述第二R光偏移角的所述第二R椭圆偏振光检测信号，所述L椭圆偏振光处理信号为带有所述第二L光偏移角的所述第二L椭圆偏振光检测信号。

较佳地，在将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值的步骤中，具体包含：

利用萨格纳克干涉原理将所述光处理信号与所述光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角；

利用所述偏移角计算出所述输气管道的电腐蚀电流值。

较佳地，所述振光检测信号与所述光处理信号具有相同的所述单一波长，所述单一波长的范围均为800nm-900nm。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明公开的一种在线监测装置及监测方法，用于监测输气管道的电腐蚀电流。采用红外光光源、光调节单元、传感光纤、反射单元及监测单元组成在线监测装置。首先将红外光信号处理形成第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号均产生偏移角，并输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号，经处理后形成具有单一波长的光处理信号；最后进行计算，获得输气管道的电腐蚀电流值。本发明能够实现对于输气管道的电腐蚀电流进行在线监测，进而能够有效地避免了现有技术中，由于电腐蚀电流而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现。

附图说明

图1为本发明一种在线监测装置的整体结构示意图。

图2为本发明一种用于在线监测装置的监测方法的整体流程示意图。

具体实施方式

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。

实施例1

如图1所示，一种在线监测装置。本发明公开的在线监测装置用于监测输气管道的电腐蚀电流。在线监测装置包含：红外光光源1、光调节单元2、传感光纤3、反射单元4以及监测单元5。其中，光调节单元2分别与红外光光源1、监测单元5以及传感光纤3连接；多匝传感光纤3绕设在输气管道的外部；反射单元4与传感光纤3的光纤轴垂直设置传感光纤3的光纤信号折返端。

本实施例中，采用镜子作为反射单元4。本实施例中，对传感光纤3进行去应力处理，从而减小其在温度变化时，对测量结果产生的影响。本实施例中的红外光光源1采用低亮度衰减的LED灯，该LED灯的工作寿命约为15年，并且能够保证该LED灯发出的光波长高度稳定。

本实施例的具体工作原理如下：

在检测输入阶段：

光调节单元2接通红外光光源1，获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号。

受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，输入传感光纤3的第一R椭圆偏振光检测信号、第一L椭圆偏振光检测信号分别产生第一R光偏移角、产生第一L光偏移角。

经反射单元4的反射处理，带有第一R光偏移角的第一R椭圆偏振光检测信号、带有第一L光偏移角的第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号。

在结果输出阶段：

第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号。

传感光纤3输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号，光调节单元2处理形成具有单一波长的光处理信号。

本实施例公开的一种在线监测装置通过红外光光源1、光调节单元2、传感光纤3、反射单元4及监测单元5组建而成。能够实现对于输气管道的电腐蚀电流进行在线监测，进而能够有效地避免了现有技术中，由于电腐蚀电流而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现。

实施例2

如图1所示，本实施例公开的一种在线监测装置，用于监测输气管道的电腐蚀电流。在线监测装置包含：红外光光源1、光调节单元2、传感光纤3、反射单元4以及监测单元5。其中，光调节单元2分别与红外光光源1、监测单元5以及传感光纤3连接；多匝传感光纤3绕设在输气管道的外部；反射单元4设置在多匝传感光纤3之间。

其中，光调节单元2包含：光调节器21、偏振光转化器22。具体地：

在检测输入阶段，光调节器21首先获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，其次将光检测信号处理为具有单一波长且相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号。偏振光转化器22将X轴偏振光检测信号转换为第一R轴椭圆偏振光检测信号，将Y轴偏振光检测信号转换为第一L轴椭圆偏振光检测信号。

在处理输出阶段，偏振光转化器22将R轴椭圆偏振光处理信号转换为X轴偏振光处理信号、将L轴椭圆偏振光处理信号转换为Y轴偏振光处理信号。光调节器21获取X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号，并处理形成具有单一波长的光处理信号。

其中，光调节器21包含：偏振器211、调制器212。具体地：

在检测输入阶段，偏振器211获取红外光信号，处理形成具有单一波长的光检测信号。调制器212将检测光信号处理为相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号。

在处理输出阶段，调制器212将X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号处理形成输出信号。偏振器211将输出信号处理为具有单一波长的光处理信号。

其中，监测单元5包含：光探测器51、信号处理器52及显示器53。具体地：

光探测器51利用萨格纳克干涉原理将光处理信号与光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角。信号处理器52利用偏移进行计算，输气管道的电腐蚀电流值。显示器53将输气管道的电腐蚀电流值进行显示。

本发明中，光检测信号、光处理信号具有相同的单一波长，单一波长的范围为800nm-900nm。

本实施例中，光检测信号、光处理信号的波长具体地可以选用820nm、850nm或870nm。

本发明中，偏振光转化器22为光晶体，光晶体的厚度为1/4单一波长。

本实施例公开的一种在线监测装置，具体工作原理如下：

在检测输入阶段：

偏振器211首先获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，其次调制器212将光检测信号处理为具有单一波长且相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号。偏振光转化器22将X轴偏振光检测信号转换为第一R轴椭圆偏振光检测信号，将Y轴偏振光检测信号转换为第一L轴椭圆偏振光检测信号。

受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，输入传感光纤3的第一R椭圆偏振光检测信号、第一L椭圆偏振光检测信号分别产生第一R光偏移角、产生第一L光偏移角。

经反射单元4的反射处理，带有第一R光偏移角的第一R椭圆偏振光检测信号、带有第一L光偏移角的第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号。

在结构输出阶段：

首先，第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号。

其次，偏振光转化器22将R轴椭圆偏振光处理信号转换为X轴偏振光处理信号、将L轴椭圆偏振光处理信号转换为Y轴偏振光处理信号。再次，调制器212将X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号处理形成输出信号。第四，偏振器211将输出信号处理为具有单一波长的光处理信号。

最后，光探测器51利用萨格纳克干涉原理将光处理信号与光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角。信号处理器52利用偏移进行计算，输气管道的电腐蚀电流值。显示器53将输气管道的电腐蚀电流值进行显示。

本实施例中，采用利用萨格纳克干涉原理将光处理信号与光检测信号进行检测偏振光由于磁场而偏移的角度，利用光学识别技术即可算出电腐蚀电流值的大小。

本实施例公开的一种在线监测装置采用红外光光源1、光调节单元2、传感光纤3、反射单元4及监测单元5组成而成。其中，光调节单元2包含：光调节器21、偏振光转化器22，光调节器21包含：偏振器211、调制器212，监测单元5包含：光探测器51、信号处理器52、显示器53。本实施例能够实现对于输气管道的电腐蚀电流进行在线监测，进而能够有效地避免了现有技术中，由于电腐蚀电流而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现。

实施例3

如图2所示，一种用于在线监测装置的监测方法，监测方法用于监测输气管道的电腐蚀电流，监测方法包含：

S1，将红外光信号处理形成具有单一波长的光检测信号，并将光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号。

S2，受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，第一R轴偏振光检测信号产生第一R光偏移角，第一L轴偏振光检测信号产生第一L光偏移角。

本实施例中，由于输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，根据法拉第磁光效应原理，第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号均会产生偏移角。

S3，经反射处理，带有第一R光偏移角的第一R椭圆偏振光检测信号、带有第一L光偏移角的第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号。

本实施例中，由于镜面反射原理，入射光的旋转方向会发生逆转，也即R椭圆偏振光会变为L椭圆偏振光、L椭圆偏振光会变为R椭圆偏振光。

S4，第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号。

本实施例中，返回的第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号尽管偏振光的旋转方向已经发生改变，但此时对于光纤而言，两路受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场偏移的椭圆偏振光，各自进一步加深偏移，给检测信号带来了灵敏度提高一倍的效果。

S5，R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号经处理后形成具有单一波长的光处理信号。

S6，将光处理信号、光检测信号进行计算，获得输气管道的电腐蚀电流值。

本实施例中，采用利用萨格纳克干涉原理将光处理信号与光检测信号进行检测偏振光由于磁场而偏移的角度，利用光学识别技术即可算出电腐蚀电流值的大小。

本实施例公开的一种在线监测方法，首先将红外光信号处理形成第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号均产生偏移角，并输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号，经处理后形成具有单一波长的光处理信号；最后进行计算，获得输气管道的电腐蚀电流值。本实施例能够实现对于输气管道的电腐蚀电流进行在线监测，进而能够有效地避免了现有技术中，由于电腐蚀电流而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现。

实施例4

如图2所示，一种用于在线监测装置的监测方法，监测方法用于监测输气管道的电腐蚀电流，监测方法包含：

S1，将红外光信号处理形成具有单一波长的光检测信号，并将光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号。该步骤具体包含：

S1.1，将红外光信号获处理形成具有单一波长的光检测信号，将光检测信号处理为处理为相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号。

S1.2，将X轴偏振光检测信号转换为第一R轴椭圆偏振光检测信号，将Y轴偏振光检测信号转换为第一L轴椭圆偏振光检测信号。

S2，受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，第一R轴偏振光检测信号产生第一R光偏移角，第一L轴偏振光检测信号产生第一L光偏移角。

本实施例中，由于输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，根据法拉第磁光效应原理，第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号均会产生偏移角。

S3，经反射处理，带有第一R光偏移角的第一R椭圆偏振光检测信号、带有第一L光偏移角的第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号。

本实施例中，由于镜面反射原理，入射光的旋转方向会发生逆转，也即R椭圆偏振光会变为L椭圆偏振光、L椭圆偏振光会变为R椭圆偏振光。

S4，第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号。该步骤具体包含：

第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用对应产生第二R光偏移角、第二L光偏移角。

R椭圆偏振光处理信号为带有第二R光偏移角的第二R椭圆偏振光检测信号，L椭圆偏振光处理信号为带有第二L光偏移角的第二L椭圆偏振光检测信号。

本实施例中，返回的第二R椭圆偏振光检测信号、第二L椭圆偏振光检测信号尽管偏振光的旋转方向已经发生改变，但此时对于光纤而言，两路受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场偏移的椭圆偏振光，各自进一步加深偏移，给检测信号带来了灵敏度提高一倍的效果。

S5，R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号经处理后形成具有单一波长的光处理信号。该步骤具体包含：

S5.1，将R轴椭圆偏振光处理信号转换为X轴偏振光处理信号、将L轴椭圆偏振光处理信号转换为Y轴偏振光处理信号。

S5.2，将X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号处理形成具有单一波长的光处理信号。

S6，将光处理信号、光检测信号进行计算，获得输气管道的电腐蚀电流值。该步骤具体包含：

利用萨格纳克干涉原理将光处理信号与光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角。

利用偏移角计算出输气管道的电腐蚀电流值。

本实施例中，采用利用萨格纳克干涉原理将光处理信号与光检测信号进行检测偏振光由于磁场而偏移的角度，利用光学识别技术即可算出电腐蚀电流值的大小。

本实施例公开的一种在线监测方法，首先将红外光信号处理形成第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号均产生偏移角，并输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号，经处理后形成具有单一波长的光处理信号；最后进行计算，获得输气管道的电腐蚀电流值。本实施例能够实现对于输气管道的电腐蚀电流进行在线监测，进而能够有效地避免了现有技术中，由于电腐蚀电流而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。