对火焰质量的实时测量和控制的制作方法

背景技术：

废气燃烧器在多个行业中使用，其中包括石油化工厂、天然气加工、油井和填埋场。废气燃烧器的一个目的是安全并清洁地处理由突发工艺状况和异常工艺状况产生的气体。这种异常的工艺状况可能是例如起因于工厂突发事件或检修。废气燃烧器的另一个目的是用于油井生产测试期间的临时测量。由于安全原因，废气燃烧器通常实施为高架火炬塔，并符合排放法规。小的引燃火焰在高架火炬塔顶部附近不间断地运行，以确保废气燃烧器系统将在要处理气体的情况下工作。

环境法规限制了废气燃烧器的排放物和颗粒物。因此，重要的是，以有效的方式保持燃烧器火焰的燃烧以使副产物(例如黑烟)最小化。当接近火焰的氧气不足并且完全燃烧被阻止时，燃烧器火焰会产生黑烟。一种改善燃烧器火焰接近氧气的方法是将蒸汽喷入火焰中。蒸汽注入使得周围空气与火焰内部混合，从而产生更完全的燃烧并抑制黑烟。然而，如果将太多的蒸汽注入到燃烧器火焰中，则会导致称为“过量蒸汽”的情况，在此期间燃烧效率下降而且挥发性有机化合物(vocs)有可能释放到环境中。

对燃烧器火焰的燃烧效率的监测通常由训练有素的操作者进行，并且在燃烧器火焰中出现黑烟的情况下，操作者打开蒸汽阀以保持如上所述的有效燃烧。如果存在用于对火焰质量实时测量和控制的方法、系统和非瞬时性计算机可读介质，将会有利于此。

技术实现要素：

通常，在一个方面，本文公开的一个或多个实施方式涉及一种用于实时测量和控制火焰质量的方法。该方法可以包括：在第一视场中获取多个火焰图像；在第二视场中获取多个火焰图像；对所获取的所述第一视场和第二视场的多个火焰图像进行处理以确定总体火焰质量参数；并将总体火焰质量参数与公差范围进行比较。

在另一方面，本文公开的一个或多个实施方式涉及用于实时测量和控制火焰质量的系统。该系统可以包括：第一相机，用于在第一视场中获取多个火焰图像；第二相机，用于在第二视场中获取多个火焰图像；处理单元，用于对所获取的所述第一视场和第二视场的多个火焰图像进行处理，以确定总体火焰质量参数；和控制模块，用于将总体火焰质量参数与公差范围进行比较。

在另一方面，本文公开的一个或多个实施方式涉及存储有指令的非瞬时性计算机可读介质(crm)，所述指令被配置为使得计算系统实时地测量和控制火焰质量。由非瞬时性计算机可读介质存储的指令可以包括以下功能：对与第一视场和第二视场对应的多个火焰图像进行处理以确定总体火焰质量参数；以及将总体火焰质量参数与公差范围进行比较。

本发明内容的提供用于介绍以下在详细说明书中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在指定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于辅助限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1示出了根据本文公开的一个或多个实施方式的用于实时测量和控制火焰质量的系统。

图2示出了根据本文公开的一个或多个实施方式的用于实时测量和控制火焰质量的方法的流程图。

图3a示出了在第一感兴趣区域中的高于设定阈值的火焰图像像素的示例。

图3b示出了在第二感兴趣区域中的高于设定阈值的火焰图像像素的示例。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施方式的计算机系统。

具体实施方式

通常，本发明的实施方式涉及通过使用不同的光学滤波相机对燃烧器火焰进行多光谱成像。以下是参考附图对所公开的具体实施方式的详细描述。在这些附图中，呈现了多个细节以进一步帮助理解所公开的实施方式。然而，这些细节可能不是必需的，或者可以替代为本领域普通技术人员已知的其它细节。此外，为了不扰乱对所公开的实施方式的描述，没有对其它公知的特征进行描述。

一方面，本文公开的实施方式涉及用于实时测量和控制火焰质量的系统。图1示出了用于实时测量和控制火焰质量的示例性系统100。系统100可以包括指向高架火炬塔的燃烧器火焰(未示出)的方向的第一相机104和第二相机108。第一相机104可以包括第一滤波器和第一传感器(均未示出)。类似地，第二相机108可以包括第二滤波器和第二传感器(均未示出)。第一传感器和第二传感器可以是红外传感器，也称为红外成像器，或者更具体地称为微测热辐射计(microbolometers)。微测热辐射计可以使用例如氧化钒、锗、砷化镓、亚硫酸铅、硒化铅、碲化汞镉或其组合的材料。其它实施方式可以针对第一红外传感器和第二红外传感器使用不同材料或材料组合。在一些实施方式中，第一相机104基本上处于与第二相机108相同的平面中，但是沿一个方向彼此偏移。其它实施方式可以包括使第一相机104和第二相机108沿多于一个方向彼此偏移。在一个或多个实施方式中，从第一相机104到第二相机108的偏移可以小于1米。在其它实施方式中，从第一相机104到第二相机108的偏移可以大于1米。可替选实施方式可以包括多于两个的相机，用于获取燃烧器火焰的多个图像。在另外其它实施方式中，燃烧器火焰可以从非高架火炬塔喷出。

第一相机104具有包含燃烧器火焰的第一视场112，并且能够在第一视场112中获取多个火焰图像。第一视场112垂直于第一相机104的光轴且位于与第一相机104相隔一定距离处。第二相机108具有包含来自上述高架火炬塔的燃烧器火焰的第二视场116，并且也能够在第二视场116中获得多个火焰图像。第二视场116垂直于第二相机108的光轴且位于与第二相机108相隔一定距离处。

在图1中的示例性实施方式中，第一视场112可以与第二视场116基本上处于相同的平面并具有基本相同的尺寸。然而，可替选实施方式可以包括尺寸不同和/或具有偏移平面的第一视场112和第二视场116。可以通过增大每个相机与燃烧器火焰之间的距离来扩大每个相机的视场。每个相机与燃烧器火焰之间的最佳距离在最小距离和最大距离之间。最小距离通过以下确定：在所有风力条件下且针对任何期望的火焰尺寸，所述燃烧器火焰必须完全在相机的视场内。最大距离通过以下确定：投影在每个相机的传感器上的燃烧器火焰图像应当大于有源传感器面积的约5％。也就是说，因为虽然视场随着相机与燃烧器火焰之间的距离的增大而增大，但是投影到传感器上的燃烧器火焰的实际图像的尺寸实际上减小了。在一个或多个实施方式中，每个相机与燃烧器火焰之间的距离可以在50米和100米之间。在其它实施方式中，每个相机与燃烧器火焰之间的距离可以小于50米。在另外其它实施方式中，每个相机与燃烧器火焰之间的距离可以超过100米。

在第一视场和第二视场112、116中获取多个火焰图像可能需要大量的存储空间和计算能力，因此将所获取的多个火焰图像减小到仍然包含所需信息的尺寸会是有益的。此外，对所获取的多个火焰图像的减小会有益于最小化杂散辐射(即，来自第一相机104和第二相机108的视场内的结构的辐射的反射)的影响。因此，在第一相机104的第一视场112中，存在小于第一视场112的第一感兴趣区域120。类似地，在第二相机108的第二视场116内，也存在小于第二视场116的第二感兴趣区域124。通常，每个相机的感兴趣区域的大小取决于燃烧器火焰预期尺寸、风速和风向。

在一些实施方式中，第一相机104可以是中波红外(mwir)相机，例如lumasense^tmmc320f热像仪。在其它实施方式中，第一相机104可以是不同的mwir相机模型。mwir相机可以包括3.9μm中波红外(mwir)带通滤波器。通常，mwir带通滤波器可以使用衬底，例如锗、硅、蓝宝石、石英、氟化钙等，并在衬底上沉积多层干涉涂层来构造。然而，应当理解，mwir带通滤波器也可以通过可替选的工艺来构造。3.9μm带通滤波器可以使燃烧器火焰的辐射在以带通滤波器波长为中心的较窄波长范围内通过滤波器。例如，3.9μm带通滤波器可以使波长从3.8μm到4.0μm(例如在中心波长周围+/-100μm)的燃烧器火焰的辐射通过。为了描述目的，辐射被定义为由燃烧器火焰发出的可见光或不可见光的辐射。这种辐射范围可以从波长为几百纳米的可见辐射到不可见的短波红外(swir)辐射、中波红外(mwir)辐射、长波红外(lwir)辐射以及大于15μm波长的辐射及其它辐射。来自燃烧器火焰的辐射由多个供体组成，其中包括来自气态组分(例如，煤烟、水、一氧化碳和二氧化碳)的辐射。具体来说，3.9μm的相对较窄的带通滤波器主要使来自由燃烧器火焰放出的煤烟的辐射通过，而水、一氧化碳或二氧化碳对该辐射几乎没有贡献。

在一些实施方式中，图1中的第二相机108可以是长波红外(lwir)相机，例如lumasense^tmmc320lhte热像仪。在其它实施方式中，第二相机108可以是不同的lwir相机类型。lwir相机可以包括8-14μm长波红外(lwir)长通滤波器。长通滤波器开始使限定波长处的燃烧器火焰的辐射通过，并继续使比限定波长更长的波长处的辐射通过。具体地，8-14μm长通滤波器从约8μm开始使所发出的燃烧器火焰辐射通过，并继续使燃烧器火焰辐射通过直到约14μm为止。通常，长通滤波器的较长波长极限由滤波器的衬底材料的性质决定，该衬底材料可以是锗、硒化锌等。关于用于实时测量和控制火焰质量的系统100，8-14μm长通滤波器使水对辐射的较大贡献以及煤烟对辐射的一些贡献透过。与上述的3.9μm带通滤波器相比，8-14μm长通滤波器使来自煤烟的辐射以略微较小的程度透过。此外，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本文公开的其它实施方式可以利用具有与上述不同的波长范围的可替选类型的滤波器。在本文公开的另外其它实施方式中，相机可以互换，例如，第一相机104可以是长波红外(lwir)相机，而第二相机108可以是中波红外(mwir)相机。此外，在另外其它实施方式中，可以安装第三相机或更多个相机，用于备用或捕获其它感兴趣区域。

图1示出了第一相机104和第二相机108可以连接到具有处理单元144的计算机128。相应的连接152、156用于将通过相机所获取的燃烧器火焰图像数据传送到计算机128中。在一些实施方式中，第一相机104和第二相机108与计算机128的处理单元124的连接152、156可以包括利用线或光纤的物理连接。然而，在本文公开的其它实施方式中，连接152、156可以包括在相机104和108与计算机128的处理单元144之间的信息的无线发送/接收。在本文公开的另外其它实施方式中，上述连接152、156可以包括有线连接类型和无线连接类型的组合。

计算机128还可以包括可以为软件或硬件的控制模块148。在图1的示例性实施方式中，控制模块148可以被实施为软件。可替选地，控制模块148可以被实施为硬件，例如可编程逻辑器件(pld)，或又一种硬件解决方案。在一些实施方式中，系统100还可以包括接口140，用于与控制阀(未示出)连接，以用于控制模块148控制进入燃烧器火焰的添加剂，诸如蒸汽。在图1中，接口140被实施为用于实时测量和控制火焰质量的系统100与控制阀之间的有线连接，然而，其它实施方式可以利用无线连接或有线连接和无线连接的组合来传输系统与控制阀之间的信息。此外，在不脱离本文公开的实施方式的范围下，可以控制蒸汽以外的添加剂进入燃烧器火焰中。

再次参考图1，在本文公开的一个或多个实施方式中，系统100可以包括用于输入用户定义值的人机接口装置(hid)132和输出显示器136。人机接口装置132可以是，例如键盘、按键、鼠标或其组合。可替选地，人机接口装置132可以被实施为动作或手势跟踪装置。此外，人机接口装置132和输出显示器136可以通过组合实现，例如作为触摸屏。然而，所公开的实施方式不限于使用所描述的用于输入用户定义值的人机接口装置。类似地，所公开的实施方式不限于使用上述输出装置。

图2示出了用于实时测量和控制火焰质量的方法的流程图的实施方式。其它实施方式可以包括针对来自多个燃烧器火焰喷嘴的多个同时的燃烧器火焰实时地测量并控制火焰质量。图2中的方法包括在第一视场中获取多个火焰图像的步骤200。这可以由第一相机104完成。图2中的方法还包括在第二视场中获取多个火焰图像的步骤212。这可以由第二相机108完成。在步骤200中由mwir相机获取的第一视场中的多个火焰图像和在步骤212中由lwir相机获取的第二视场中的多个火焰图像可以被存储以供进一步使用。

在一些实施方式中，操作者可以在第一视场内初始选择小于第一视场的第一感兴趣区域。类似地，操作者可以在第二视场内初始选择小于第二视场的第二感兴趣区域。然而，在其它实施方式中，可以将它们各自的视场内的感兴趣区域选择为与它们各自的视场尺寸相同。接着，在图2中的步骤204中，所获取的第一视场112的多个火焰图像由处理单元144处理，以保留第一视场内的第一感兴趣区域(mwirroi)120的像素子集。将第一感兴趣区域之外的像素丢弃。类似地，在步骤216中，所获取的第二视场116的多个火焰图像由处理单元144处理，以保留第二视场内的第二感兴趣区域(lwirroi)124的像素子集。将第二感兴趣区域之外的像素丢弃。

在一些实施方式中，第一视场和第二视场中的多个图像被存储在计算机128中。在可替选的实施方式中，多个图像可以在传送到计算机之前被临时存储在相机104、108中。对所获取的图像的存储例如通过存储为像素图(pixmap，即空间映射的像素阵列)而以数字方式完成。每个像素根据在该特定像素上收集的辐射的模数转换(adc)值被存储。在一些实施方式中，操作者初始选择阈值，每个像素的所收集的辐射的adc值必须超过阈值，从而被保留用于进一步计算。如果像素adc值没有超过该阈值，则将像素值设置为零，和/或将该特定像素排除在进一步的计算之外。

因此，在图2的步骤208中，如图2所示，处理单元144在第一感兴趣区域120中确定像素的值大于设定阈值(mwir阈值)的像素的数量。类似地，在步骤220中，处理单元144在第二感兴趣区域124中确定像素的值大于设定阈值(lwir阈值)的像素的数量。在图2的示例性实施方式中，所设定的mwir阈值和lwir阈值是相同的，然而，在其它实施方式中，mwir阈值和lwir阈值可以不同。通常，对最佳阈值的选择被确定为使得高于相应设定阈值的剩余像素有效地反映如通过各自相机在感兴趣区域内所看到的燃烧器火焰尺寸。

具体地，来自第一mwir相机的多个图像中的剩余像素旨在基于煤烟对辐射的贡献来反映燃烧器火焰的尺寸。这是因为，如上所述，3.9μm的相对较窄的带通滤波器主要使来自由燃烧器火焰发出的煤烟的辐射通过，而水、一氧化碳或二氧化碳对该辐射几乎没有贡献。类似地，来自第二lwir相机的多个图像的剩余像素旨在基于水对辐射的贡献来反映燃烧器火焰的尺寸。这是因为，如上所述，8-14μm长通滤波器使水对辐射的较大贡献以及烟尘对辐射的一些贡献通过。

图3a示出了仅包括mwir相机的感兴趣区域中高于设定mwir阈值的像素的示例性实施方式的图像。此外，图3b示出了仅包括lwir相机的感兴趣区域中高于设定lwir值的像素的示例性实施方式的图像。图3a和图3b中的黑色像素表示低于相应阈值的像素。换句话说，只有所示出的那些像素高于相应的阈值。此外，图3a和图3b中的相应框表示相应的感兴趣区域。如上所述，所确定的高于相应阈值的像素数量反映了通过相应的相机在相应的感兴趣区域内所看到的燃烧器火焰尺寸。因此，所确定的与mwir相机(第一相机104)关联的像素数量在下文中将被称为“mwir火焰尺寸”，而所确定的与lwir相机(第二相机108)关联的像素数量在下文中将被称为“lwir火焰尺寸”。

再次参考图2，一旦确定了步骤208中的mwir火焰尺寸和步骤220中的lwir火焰尺寸，则在步骤224中通过处理单元144比较mwir火焰尺寸和lwir火焰尺寸。通过该比较的结果和mwir火焰尺寸，处理单元144在步骤228中计算mwir火焰质量。类似地，通过该比较结果和lwir火焰尺寸，处理单元144在步骤232中计算lwir火焰质量。在一些实施方式中，可以通过用于在步骤228和步骤232中精确计算相应的mwir火焰质量和lwir火焰质量的方法选择适当的初始条件。具体地，适当的初始条件可以通过用于所确定的燃烧器火焰尺寸的方法选择，因为燃烧器火焰的尺寸会在一整天中或从一位置到另一位置发生改变。此外，可以针对在过量蒸汽情况下(当向燃烧器火焰中加入太多蒸汽时)燃烧器火焰选择适当的初始条件。在过量蒸汽情况下，所确定的lwir火焰尺寸远大于确定的mwir火焰尺寸。

在一些实施方式中所选择的初始条件是通过针对多个“已知”燃烧器火焰条件获取mwir火焰尺寸和lwir火焰尺寸而推导得到。例如，针对不同尺寸的有意的清洁火焰(cleanflame)和有意的脏火焰(dirtyflame)计算mwir火焰尺寸和lwir火焰尺寸。然后，将在每个已知的燃烧器火焰条件(清洁/脏/小/大)下的mwir火焰尺寸和lwir火焰尺寸的标准偏差归一化和线性化，从而提供初始条件。具体地说，初始条件m和b可以分别从基于斜率和y轴交点的线性化来确定。在这种情况下，术语“初始条件”等同于“基准条件”或“校准条件”。在一些实施方式中，初始条件的推导仅需要执行一次。

一旦建立了初始条件，则在步骤228中通过由处理单元144将在一秒的时间间隔内的mwir火焰尺寸的标准偏差进行平均化来计算mwir火焰质量。然后，将平均后的标准偏差与先前推导的初始条件m和b一起插入到等式(1)中以确定mwir火焰质量(i＝mwir)。

通道火焰质量(i)＝m(i)*stdev(i)+b(i)(1)

类似地，在图2的步骤232中通过由处理单元144将在一秒的时间间隔内的lwir火焰尺寸的标准偏差进行平均来计算lwir火焰质量。然后，将平均后的标准偏差与先前推导的初始条件m和b一起插入到等式(1)中以确定lwir火焰质量(i＝lwir)。尽管关于图2描述的示例性实施方式是指对在一秒的时间间隔内的表观火焰尺寸的标准偏差进行平均，但其它实施方式可以包括对在除了一秒之外的时间间隔内的标准偏差进行平均。

参考图2，根据等式(2)，在步骤240中由处理单元144计算总体火焰质量参数。总体火焰质量参数表示针对燃烧器火焰的运行效率如何的总体测量。总体火焰质量参数的计算值可以在数值0.0(0％)和1.0(100％)之间的范围内。其它实施方式可以计算在该范围之外的总体火焰质量参数数值。在等式(2)中，i＝1表示mwir，i＝2表示lwir。等式(2)中的weightfactor(1)和weightfactor(2)是由操作者确定的mwir和lwir的权重因子，并在图2中在步骤236中表示。为了描述目的，术语“操作者”可以与术语“用户”互换。

此外，在步骤244中，总体火焰质量参数在用户定义的时间间隔内是时间平均化的。在一些实施方式中，用户定义的时间间隔为大约几秒钟长，例如在一些实施方式中为10秒-300秒，在其它实施方式中为10秒-75秒，在其它实施方式中为25秒-150秒，而在另外其它实施方式中为50秒-300秒；然而，其它实施方式可以分别利用少于或多于10秒-300秒的用户定义的时间间隔。在图2的示例性实施方式中，通过临时存储在用户定义的时间间隔期间的总体火焰质量参数的值来获得时间平均化，并且从批量存储值计算平均值。其它实施方式可以基于用户定义的时间间隔来计算时间平均值，作为总体火焰质量参数的运行平均值。

通过图2的步骤248中通过控制模块148将时间平均化的总体火焰质量参数与公差范围进行比较。作为示例，在目标值0.7(70％)附近，公差范围可以是+/-0.1(+/-10％)。基于对时间平均化的总体火焰质量参数与公差范围的比较，控制模块148通过控制阀控制进入燃烧器火焰中的添加剂的量。在图2的示例性实施方式中，添加剂可以是蒸汽，且步骤252是指提供一种蒸汽阀控制逻辑，其包括考虑了不同操作条件的算法。在一个操作条件下，时间平均化的总体火焰质量参数高于目标值并在公差范围之外。因此，蒸汽阀根据用户定义的蒸汽阀步长参数而被递增地关闭。在另一个运行条件下，时间平均化的总体火焰质量参数高于或低于目标值，但在公差范围内。因此，蒸汽阀不会被调整。因此，公差范围的目的是提供其中不需要对蒸汽阀进行调节的范围。因此，公差范围减小了对蒸汽阀的磨损，并避免了潜在的振铃，即控制回路的无意的振荡行为。在另一个操作条件下，时间平均化的总体火焰质量参数低于目标值，并在公差范围之外。因此，蒸汽阀基于用户定义的蒸汽阀步长参数而被递增地打开。在图2的示例性实施方式中，用户定义的蒸汽阀步长参数针对打开或关闭蒸汽阀相同。然而，在其它实施方式中，用户定义的蒸汽阀步长参数可以针对蒸汽阀的打开和关闭而不同。

在图2的示例性实施方式中，步骤256是指来自控制模块148的蒸气阀控制输出。根据图1中的接口140，蒸汽阀控制输出是将来自步骤252的控制信息传送给蒸汽阀。在图1和图2中的示例性实施方式中，控制算法设置在控制模块148中，并且接口140与蒸汽阀(未示出)连接。然而，在其它实施方式中，控制模块可以通过接口140输出与时间平均化的总体火焰质量参数成比例的模拟信号。然后外部物理控制器又连接到接口和蒸汽阀，作用于该模拟信号以控制蒸汽阀。外部物理控制器可以包括死区以防止振铃。在任何情况下，无论是在控制模块148还是在外部控制器中实施，由于在每个应用场所的不同的蒸汽压力、不同的管道长度、阀门响应时间等，针对每个应用调整控制算法是有益的。

在另一方面，本文公开的实施方式涉及存储有指令的非瞬时性计算机可读介质(crm)，所述指令被配置为使得计算系统实时地测量和控制火焰质量。因此，无论使用哪个平台，本发明的实施方式可以在几乎任何类型的计算机上实施。例如，如图4所示，计算机系统400包括一个或多个处理器404(例如中央处理单元(cpu)、集成电路等)、关联存储器408(例如，随机存取存储器(ram)、高速缓冲存储器、闪存存储器等)、存储装置412(例如，硬盘、固态存储器驱动器(ssd)、诸如光盘驱动器或数字视频盘(dvd)驱动器的光驱动器、闪存棒等。)以及现今计算机的典型的许多其它元素和功能件(未示出)。计算机系统400还可以包括输入装置420，例如键盘、鼠标或麦克风(未示出)。此外，计算机系统400可以包括输出装置，例如监视器416(例如，液晶显示器(lcd)、等离子体显示器或阴极射线管(crt)监视器)。计算机系统400可以经由网络接口连接部(未示出)连接到网络424(例如，局域网(lan)、诸如因特网的广域网(wan)、或任何其它类型的网络)。本领域技术人员应当理解，存在许多不同类型的计算机系统，并且上述输入装置和输出装置可以采取其它形式。一般而言，计算机系统400至少包括实施本发明实施方式所需的最少处理装置、输入装置和/或输出装置。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，上述计算机系统400的一个或多个元件可以位于远程位置并且通过网络连接到其它元件。此外，本发明的实施方式可以在具有多个节点的分布式系统上实现，其中本发明的每个部分可以位于分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施方式中，节点对应于计算机系统。可替选地，节点可以与具有关联物理存储器的处理器对应。该节点可替选地与处理器或具有共享存储器和/或资源的处理器的微核对应。此外，用于执行本发明的实施方式的以计算机可读程序代码形式的软件指令可以临时或永久地存储在有形计算机可读存储介质(例如光盘(cd)、软盘、固态存储器设备(ssd)、磁带、存储器或任何其它非瞬时性有形计算机可读存储设备)上。

此外，本发明的一个或多个实施方式可以在嵌入式计算机系统中实现。此外，本发明的一个或多个实施方式可以在可擦除可编程只读存储器(eprom)、可编程逻辑器件(pld)或其它硬件解决方案中实现。

虽然已经针对有限数量的实施方式描述了所公开的实施方式，但是本领域技术人员应当容易地理解，在实质上不脱离本发明的情况下，可以对示例实施方式中进行许多修改。因此，所有这些修改旨在被包括在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。