基于磁流体动力学的角振动传感器及角振动探测方法

技术领域

本发明涉及传感器温度抵消技术领域，更具体地，涉及一种基于磁流体动力学的角振动传感器及角振动探测方法。

背景技术

对于高精度航天器而言，角振动严重影响有效载荷的指向精度、姿态稳定度和成像质量，使图像的分辨率大幅降低。传统测量角振动的陀螺仪存在动力调谐陀螺频带窄、精度低、触点磨损等劣势，且激光陀螺价格昂贵、存在闭锁问题，光纤陀螺精度受体积约束，MEMS陀螺适用于低频测量，且噪声较大等。新兴的基于磁流体动力学（Magneto-hydro-dynamic,简称MHD）的角振动传感器，通过检测电极间输出电势以测量角振动信息，符合在轨卫星角振动测量的千赫兹带宽和亚弧度精度的技术要求，并依靠其可靠性高、寿命长、测量精度高、低功耗和易小型化等特点，使得其更加适用于高精度的空间技术领域。

MHD角振动传感器在轨测量角振动时安装于高精度航天器上，空间物理环境的干扰使其工作温度无法保证恒定，外界温度变化致使流体的运动状态和流体通道内磁感应强度发生改变，进而改变基于磁流体动力学的角振动传感器的输出电势，使传感器的标度因数发生漂移，对其测量精度和可靠性造成极大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于磁流体动力学的角振动传感器及角振动探测方法。

本发明实施例的一个方面提供了一种基于磁流体动力学的角振动传感器，包括：环形结构。环形结构包括流体通道、第一海尔贝克阵列结构和第二海尔贝克阵列结构。其中，流体通道为环形，流体通道中设置有导电流体。第一海尔贝克阵列结构设置于流体通道的外周并与流体通道连接，第一海尔贝克阵列结构为由多个环形且共轴的第一永磁体拼接形成的具有第一空腔的结构；第一永磁体被配置为在第一空腔中产生第一磁场。第二海尔贝克阵列结构设置于第一海尔贝克阵列结构的外周并与第一海尔贝克阵列结构通过支撑结构连接，第二海尔贝克阵列结构为由多个环形且共轴的第二永磁体拼接形成的具有第二空腔的结构，第二永磁体被配置为在第二空腔内产生第二磁场，第一磁场的磁场方向和第二磁场的磁场方向相反。

其中，第一磁场的不均匀度小于10％，第二磁场的不均匀度小于10％，在温度发生变化的情况下，流体通道中的第一磁场的变化量和流体通道中的第二磁场的变化量相同；在被探测目标产生角振动的情况下，导电流体和环形结构发生相对转动，以使导电流体在第一磁场和第二磁场的作用下产生感应电动势，根据感应电动势得到角振动。

根据本发明的实施例，第一永磁体和所述第二永磁体满足如下条件：

/>

其中，

可选地，环形结构还包括：设置在流体通道的顶部的第一电极和设置在流体通道底部的第二电极，第一电极和第二电极适用于传递感应电动势。

可选地，基于磁流体动力学的角振动传感器还包括外壳。外壳内部形成一个容置空间，环形结构位于容置空间中，且与外壳连接。

可选地，基于磁流体动力学的角振动传感器还包括设置在容置空间中的芯柱，芯柱与外壳连接。其中，环形结构环绕芯柱设置，芯柱适用于在探测到角振动的情况下绕芯柱的中心轴转动，进而带动环形结构转动。

可选地，第一永磁体的剩磁温度系数大于第二永磁体的剩磁温度系数。

可选地，第一永磁体的个数为八个，第一海尔贝克阵列结构沿高度方向的截面为第一八角环，第一八角环的外环为第一正八边形，第一正八边环的外接圆半径的范围是4-5mm，第一八角环的内环为第二正八边形，第二正八边形的外接圆半径的范围是3.5-4.5mm。第二永磁体的个数为八个，第二海尔贝克阵列结构沿高度方向的截面是第二八角环，第二八角环的外环为第三正八边形，第三正八边形的外接圆半径为8.3mm，第二八角环的内环为第四正八边形，第四正八边形的外接圆半径为5.5mm。

可选地，第一永磁体的材料为钕铁硼，第二永磁体的材料为杉钴。

可选地，第一海尔贝克阵列结构的尺寸和第二海尔贝克阵列结构的尺寸通过电磁场分析软件建模后仿真得到。

本发明的另一实施例，提供了一种角振动探测方法，利用上述任一项的角振动传感器，包括：在环形结构的第一海尔贝克阵列结构中的第一空腔内产生第一磁场；在环形结构的第二海尔贝克阵列结构中的第二空腔内产生磁场方向与第一磁场方向相反的第二磁场，且在温度发生变化的情况下，第一磁场的变化量与第二磁场的变化量相同；在探测目标产生角振动的情况下，导电流体相对于环形结构发生相对转动，导电流体在第一磁场和第二磁场的作用下产生感应电动势，根据感应电动势得到角振动。

本发明提供了一种基于磁流体动力学的角振动传感器，从永磁体的磁路结构出发，利用不同永磁材料组成的海尔贝克环形阵列结构，将组合的第一海尔贝克阵列结构和第二海尔贝克阵列结构套设在基于磁流体动力学的角振动传感器流体通道的外圈，并在流体通道内生成方向相反的第一磁场和第二磁场，为基于磁流体动力学的角振动传感器内部的流体提供径向、高均匀度的磁场，从而在第一海尔贝克阵列结构组成的内环磁场形成高温度稳定性磁场，进而减小温度对基于磁流体动力学的角振动传感器输出电势的影响。

附图说明

图1示出了现有的基于磁流体动力学的角振动传感器的剖视图；

图2示出了图1所示的现有的基于磁流体动力学的角振动传感器的角振动传感器的磁场强度图；

图3示出了本发明实施例的基于磁流体动力学的角振动传感器的剖视图；

图4示出了本发明实施例的基于磁流体动力学的角振动传感器的环形结构的剖视图；

图5示出了海尔贝克阵列直线阵列的磁场分布图；

图6示出了海尔贝克阵列环形阵列的磁场分布图；

图7示出了由八个永磁体组成的沿高度方向的截面是八角环的环形海尔贝克阵列的磁场方向图；

图8示出了图4所示的基于磁流体动力学的角振动传感器的流体通道中的总磁场强度；

图9示出了图4所示的改进磁路与原磁路在流体通道内产生的平均磁感应强度随温度的变化图；

图10示出了图4所示的第二海尔贝克阵列结构产生的平均磁感应强度与第三正八边形、第四正八边形的外接圆半径的关系；

图11示出了图4所示的第二海尔贝克阵列结构产生的磁场的不均匀度与第三正八边形、第四正八边形的外接圆半径的关系；

图12示出了图4所示的第一海尔贝克阵列结构热膨胀前后产生的平均磁感应强度的变化与第一正八边形、第二正八边形的外接圆半径的关系；

图13示出了第一海尔贝克阵列结构产生的平均磁感应强度与第一正八边形、第二正八边形的外接圆半径的关系；

图14示出了第一海尔贝克阵列结构中磁场不均匀度与第一正八边形、第二正八边形的外接圆半径的关系。

附图标记说明：

1-环形结构；

11-流体通道；

12-第一海尔贝克阵列结构；

121-第一永磁体；

13-第二海尔贝克阵列结构；

131-第二永磁体；

14-第一电极；

15-第二电极；

16-第一空腔；

17-第二空腔；

2-外壳；

3-芯柱；

4-现有的MHD角振动传感器；

41-永磁体；42-流体通道；43-芯柱。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

图1示出了现有的基于磁流体动力学的角振动传感器的剖视图。

如图1所示，现有的MHD角振动传感器4包括永磁体41，流体通道42，以及芯柱43。芯柱43置于基于现有的MHD角振动传感器4的中心位置，在z轴方向（即高度方向）上固定环绕芯柱43，流体通道42中设置有导电流体。当探测目标发生角振动时，芯柱43绕其z轴方向的中心轴转动，进而带永磁体41转动。流体通道42中的导电流体和永磁体41发生相对转动，以使导电流体在永磁体41产生的磁场的作用下产生感应电动势。

图2示出了图1所示的现有的基于磁流体动力学的角振动传感器的角振动传感器的磁场强度图。

如图2所示，自靠近永磁体41的一端至远离永磁体41的一端，流体通道42中的导电流体的磁感应强度由3.50×10

由此，本发明从基于磁流体动力学的角振动传感器的敏感元件永磁体入手，通过改变基于磁流体动力学的角振动传感器内部的磁路结构以达到高温度稳定性。

图3示出了本发明实施例的基于磁流体动力学的角振动传感器的剖视图。图4示出了本发明实施例的基于磁流体动力学的角振动传感器的环形结构的剖视图。

如图3和图4所示，本发明实施例提供的基于磁流体动力学的角振动传感器包括：环形结构1。环形结构1包括流体通道11、第一海尔贝克阵列结构12和第二海尔贝克阵列结构13。流体通道11为环形，流体通道11中设置有导电流体。第一海尔贝克阵列结构12设置于流体通道11的外周并与流体通道11连接，第一海尔贝克阵列结构12为由多个环形且共轴的第一永磁体121拼接形成的具有第一空腔16的结构，第一永磁体121被配置为在第一空腔16中产生第一磁场。第二海尔贝克阵列结构13设置于第一海尔贝克阵列结构12的外周并与第一海尔贝克阵列结构12通过支撑结构连接，第二海尔贝克阵列结构13为由多个环形且共轴的第二永磁体131拼接形成的具有第二空腔17的结构，第二永磁体131被配置为在第二空腔17内产生第二磁场，第一磁场的磁场方向和第二磁场的磁场方向相反。

其中，第一磁场的不均匀度小于10％，第二磁场的不均匀度小于10％，在温度发生变化的情况下，流体通道11中的第一磁场的变化量和流体通道11中的第二磁场的变化量相同；在探测目标产生角振动的情况下，导电流体和环形结构1发生相对转动，以使导电流体在第一磁场和第二磁场的作用下产生感应电动势，根据感应电动势得到角振动的信息。

根据本发明的实施例，通过在流体通道的外周依次套设第一海尔贝克阵列结构和第二海尔贝克阵列结构，能够使得流体通道中的导电流体处于高均匀度的磁场中，通过设置第一海尔贝克阵列结构产生的第一磁场的方向与第二海尔贝克阵列结构产生的第二磁场的方向相反，以及在温度发生变化的情况下，流体通道中的第一海尔贝克阵列结构产生的第一磁场的变化量和第二海尔贝克阵列结构产生的第二磁场的变化量相同，能够使得流体通道中的导电流体处于高温度稳定性的磁场中，进而使得温度对基于磁流体动力学的角振动传感器输出电势的影响较小。

海尔贝克阵列（Halbach Array）是美国劳伦斯伯克利国家实验室的KlausHalbach博士最早提出的一种特殊的永磁体结构。将充磁方向各异的永磁体依据某种规律进行排列，通过叠加产生所需要的磁场。

图5示出了海尔贝克阵列直线阵列的磁场分布图。图6示出了海尔贝克阵列环形阵列的磁场分布图。

如图5和图6所示，箭头表示磁感线，箭头方向表示为磁场方向。海尔贝克阵列根据几何形状主要可分为如图5所示的直线阵列和如图6中a-e所示的环形阵列。如图5和图6所示，在海尔贝克阵列结构某一侧汇聚了较多的磁力线，而另一侧几乎没有磁力线。在阵列某一侧汇聚了较多的磁力线，且可在一定区域内生成匀强磁场，因此磁场分布特性较好。而另一侧几乎没有磁力线，因此具有一定的自屏蔽功能。

根据本发明的实施例，为尽可能消除温度的影响，第一海尔贝克阵列结构12和第二海尔贝克阵列结构13满足如下条件：

（1）

其中，

具体而言，在公式（1）中，等号右侧的负号表示第一永磁体121和第二永磁体131产生的磁场方向是相反的。根据实际需求对第一永磁体121和第二永磁体131的尺寸在可选范围内使用磁场仿真技术进行参数扫描根据公式（1）确定来调整

由具有不同剩磁温度系数的永磁材料制成的至少两个永磁体的组合，其布置方式使得每个永磁体产生的磁场的比例与由磁性和机械贡献定义的有效温度系数的比例相匹配。尽管常用永磁材料的温度系数均为负值，但可通过将每个永磁体产生的磁场在相反方向上对齐以实现抵消。

根据本发明的实施例，设第二永磁体131在空间位置为

（2）

其中，

第一永磁体121在空间位置为

（3）

其中，

第一永磁体121与第二永磁体131为不同永磁材料制成。将第一永磁体121与第二永磁体131相结合，使得它们各自生成的磁场在工作区域内的每个点上平行，则叠加后总磁场的温度依赖性

（4）

其中，第一项

由于第一海尔贝克阵列结构12和第二海尔贝克阵列结构13满足公式（1），等式变换后得到

根据本发明的实施例，采用海尔贝克环形阵列结构的工作区域磁感应强度减少了一个由有效温度系数比值定义的系数

根据本发明的实施例，环形结构1还包括：设置在流体通道11的顶部的第一电极14和设置在流体通道11底部的第二电极15，第一电极14和第二电极15适用于传递感应电动势。

基于磁流体动力学的角振动传感器的工作原理是利用导电流体和环形结构的磁感应强度之间存在的速度差，运动着的磁通切割静止的导电流体，致使第一电极14与第二电极15之间产生输出电势，根据输出电动势从而判断运动载体的角振动信息。

根据本发明的实施例，可以通过在第一海尔贝克阵列结构12与第二海尔贝克阵列结构13上设置电极引出线可以穿过的通孔，以使得第一电极14和第二电极15可以通过电极引出线传输电信号。

根据本发明的实施例，如图4所示，角振动传感器基于磁流体动力学效应，导电流体灌装于流体通道11内。流体通道11与导电流体相接触的上下壁面导电，内外壁面绝缘，置于磁场环境中，磁场方向垂直芯柱3呈向外辐射状。当芯柱3检测到输入角速度

根据本发明的实施例，基于磁流体动力学的角振动传感器还包括外壳2，其中，环形结构1位于外壳2内部形成的容置空间中，且与外壳2连接。

根据本发明的实施例，外壳2可以起到固定作用，使基于磁流体动力学的角振动传感器结构稳定并起到防尘的作用。

根据本发明的实施例，基于磁流体动力学的角振动传感器还包括芯柱3。芯柱3设置在容置空间中，与外壳连接。其中，环形结构1环绕芯柱3设置，芯柱3适用于在探测到角振动的情况下绕芯柱3的中心轴转动，进而带动环形结构1转动。在探测到角振动的情况下，芯柱3绕中心轴转动，进而带动环形结构1转动，运动着的磁通切割静止的导电流体，致使第一电极14与第二电极15之间产生输出电势。

根据本发明的实施例，由于第一海尔贝克阵列结构12和第二海尔贝克阵列结构13构成的组合阵列之间产生的排斥力或吸引力，需要设置支撑结构，以使得组合阵列能够保持稳定、不会相对移动。

根据本发明的实施例，支撑结构为非导磁材料，例如可以是陶瓷、塑料等任意一种。

根据本发明的实施例，第一永磁体121的剩磁温度系数大于第二永磁体131的剩磁温度系数。

根据本发明的实施例，第一永磁体121可以包括钕铁硼永磁体、铁氧体永磁体中的任意一种，第二永磁体131可以包括钐钴永磁体、铝镍钴永磁体和铁铬钴永磁体中的任意一种。

根据本发明的实施例，第一永磁体材料为钕铁硼，第二永磁体的材料为杉钴。

根据本发明的实施例，第一永磁体121可以采用钕铁硼永磁体N30SH，第二永磁体131可以采用钐钴永磁体SmCo32。

根据本发明的实施例，第一海尔贝克阵列结构12与第二海尔贝克阵列结构13的沿高度方向的截面可以为半径不同的相同形状。

根据本发明的实施例，第一永磁体121的个数可以为16个，第一海尔贝克阵列12结构沿高度方向的截面为第一十六角环，第一十六角环的外环为第一正十六边形，第一十六角环的内环为第二正十六边形，第二海尔贝克阵列结构13沿高度方向的截面是第二十六角环，第二十六角环的外环为第三正十六边形，第二十六角环的内环为第四正十六边形。

如图4所示，第一永磁体的个数可以为八个，第一海尔贝克阵列结构沿高度方向的截面为第一八角环，第一八角环的外环为第一正八边形，第一正八边环的外接圆半径的范围是4-5mm，第一八角环的内环为第二正八边形，第二正八边形的外接圆半径的范围是3.5-4.5mm；

第二永磁体的个数可以为八个，第二海尔贝克阵列结构沿高度方向的截面是第二八角环，第二八角环的外环为第三正八边形，第三正八边形的外接圆半径为8.3mm，第二八角环的内环为第四正八边形，第四正八边形的外接圆半径为5.5mm。

图7示出了由八个永磁体组成的沿高度方向的截面是八角环的环形海尔贝克阵列的磁场方向图。

如图7所示，为组成海尔贝克阵列的各个永磁体的充磁方向与海尔贝克阵列中的磁场方向的关系，图中箭头的方向表示磁场的方向。

图8示出了图4所示的基于磁流体动力学的角振动传感器的流体通道中的总磁场强度。

如图8所示，自左向右，流体通道11中的导电流体的磁感应强度由2.81×10

图9示出了图4所示的改进磁路与原磁路在流体通道内产生的平均磁感应强度随温度的变化图。

如图9所示，横坐标表示温度（℃），左侧纵坐标表示改进磁路（即第一海尔贝克阵列结构12与第二海尔贝克阵列结构13构成的磁路）在流体通道内产生的的磁感应强度受温度的影响的变化值，右侧纵坐标表示原磁路（即现有的MHD角振动传感器的永磁体41构成的磁路）在流体通道内产生的磁感应强度受温度的影响的变化值。由图9可知，改进磁路的磁感应强度在-20~60℃温度范围内的最大值约为271.95mT，最小值约为271.71mT，可得到最大波动值约为0.24

基于磁流体动力学的角振动传感器的工作原理是利用导电流体和磁感应强度之间存在的速度差，运动着的磁通切割静止的导电流体，以响应传感器绕敏感轴的旋转，致使上下电极间产生输出电势，从而判断运动载体的角振动。本发明从基于磁流体动力学的角振动传感器的敏感元件永磁体入手，通过改变传感器内部的磁路结构以达到高温度稳定性。

根据本发明的实施例，从永磁体的磁路结构出发，利用不同永磁体材料组成的海尔贝克环形阵列结构，将组合的第一海尔贝克阵列结构12和第二海尔贝克阵列结构13构成组合磁路、套设在基于磁流体动力学的角振动传感器流体通道11的外圈，以使得组合磁路在流体通道11内生成的第一磁场的磁场方向和第二磁场的磁场方向相反，为基于磁流体动力学的角振动传感器内部的导电流体提供径向、高均匀度的磁场，在第一海尔贝克阵列结构12组成的内环磁场形成高温度稳定性磁场，进而减小温度对基于磁流体动力学的角振动传感器输出电势的影响。

根据本发明的实施例，第一海尔贝克阵列结构的尺寸和第二海尔贝克阵列结构的尺寸通过电磁场分析软件，例如可以是Ansoft maxwell软件建模后仿真得到。

根据本发明的实施例，通过Ansoft maxwell软件建模，确定第二海尔贝克阵列结构13的尺寸。

在Ansoft maxwell软件中建模，求解器选择“柱坐标系”中的“二维静态磁场”。通过外接圆绘制两个正八边形，并定义充磁方向。将第四正八面体的外接圆半径表示为

进行第二海尔贝克阵列结构13模型尺寸的参数化扫描：

图10示出了图4所示的第二海尔贝克阵列结构产生的平均磁感应强度与第三正八边形、第四正八边形的外接圆半径的关系。

图4中的第二海尔贝克阵列结构为由八个第二永磁体组成的，且沿高度方向的截面是第二八角环。第二八角环的外环为第三正八边形，第二八角环的内环为第四正八边形。图10中，横坐标表示第三正八边形的外接圆半径（mm），纵坐标表示平均磁感应强度（T）在第二海尔贝克阵列结构13的第三正八边形的外接圆半径

图11示出了图4所示的第二海尔贝克阵列结构产生的磁场的不均匀度与第三正八边形、第四正八边形的外接圆半径的关系。

如图11所示，横坐标表示第三正八边形的外接圆半径（mm），纵坐标表示第二海尔贝克阵列结构产生的磁场的不均匀度（%）。在第三正八边形外接圆半径

结合图10和图11，为使得温度抵消前后的基于磁流体动力学的传感器标度因数不发生变化，即本发明实施例的改进磁路与原磁路在导电流体处生成的辐射磁场一致，满足

确定第二海尔贝克阵列结构13的尺寸后，需要进一步确定

作为抵消阵列的第一海尔贝克阵列结构12的尺寸要比第二海尔贝克阵列结构13小。第一海尔贝克阵列结构12由八个杉钴永磁体组成，充磁方向与第二海尔贝克阵结构13相反，因此能够在环内生成与第二海尔贝克阵结构13反向平行的磁场以起到抵消的作用。根据公式(1)可得，要想求得第一海尔贝克阵在导电流体处生成的磁场还需要求解得到

将第二正八边形的外接圆半径表示为

图12示出了图4所示的第一海尔贝克阵列结构热膨胀前后产生的平均磁感应强度的变化与第一正八边形、第二正八边形的外接圆半径的关系。

如图12所示，横坐标为第一正八边形的外接圆半径

图13示出了第一海尔贝克阵列结构产生的平均磁感应强度与第一正八边形、第二正八边形的外接圆半径的关系。

如图13所示，横坐标表示第一正八边形的外接圆半径

图14示出了第一海尔贝克阵列结构中磁场不均匀度与第一正八边形、第二正八边形的外接圆半径的关系。

如图14所示，横坐标表示第一海尔贝克阵列结构12第一正八边形外接圆半径

结合图13-图14，根据公式(1)计算，在不考虑尺寸变化的情况下，第一海尔贝克阵列结构12在导电流体处生成的磁场为-0.1T。同样，通过参数化扫描可确定第一海尔贝克阵列结构12的尺寸进而得到如图13、图14所示的导电流体平均磁感应强度和磁场不均匀度分别与

根据图13判断，满足磁场约为-0.1T的尺寸集有[3.7，4.1]，[3.9，4.3]，[4.1，4.6]，[4.3，4.8]和[4.5，5.0]，（[

综上所述，确定基于组合海尔贝克阵列磁路的结构尺寸，第二海尔贝克阵列结构13尺寸为

本发明的另一实施例，提供了一种角振动探测方法，利用上述任一项的角振动传感器，包括：在环形结构1的第一海尔贝克阵列结构12中的第一空腔内产生第一磁场；在环形结构1的第二海尔贝克阵列结构13中的第二空腔内产生磁场方向与第一磁场方向相反的第二磁场，且在温度发生变化的情况下，第一磁场的变化量与第二磁场的变化量相同；在探测目标产生角振动的情况下，导电流体相对于环形结构1发生相对转动，导电流体在第一磁场和第二磁场的作用下产生感应电动势，根据感应电动势得到角振动的信息。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。