一种船舶载货量测量系统及其使用方法与流程

本发明涉及船舶监控测量技术领域，具体为一种船舶载货量测量系统及其使用方法。

背景技术：

目前国际和国内的船舶载货量测算主要是通过人工观测船舶外部水尺标记来了解船舶吃水深度，通过人工测量船用燃油量、淡水量与压载水量，再根据船舶图表进行计算来得出船舶的载货量，这种测量方法存在以下缺：

1、船舶载货量的计算过程中，船舶外部的水尺读数易受风浪影响从而造成读数不准确；

2、读数时需要相关人员进行读数，人员临水船边作业安全隐患较大；

3、读数测量和计算过程由人工操作，时间较长；

4、船舶航行途中不能进行船舶吃水深度和载货量的监督，不能阶段性的记录并远程监督单航次内各时间点船舶的运行状态，如：横倾、纵倾、摇摆幅度，燃油、淡水、压载水存量。

技术实现要素：

为解决背景技术问题中的问题，本发明提供了一种船舶载货量测量系统及其使用方法。

本发明提供如下技术方案：一种船舶载货量测量系统，包括船舶和储水管，所述船舶上和储水管内安装有密度测量装置，用于测量船舶内液体和船舶所在港口内的水密度；储水管，所述储水管与所述船舶相连接，储水管内水体的深度用于反馈船舶的吃水深度；液位测量装置，所述液位测量装置固定于所述储水管内，用于测量储水管内的液位高度。

优选的，包括中控机，所述液位测量装置与所述密度测量装置均与所述中控机通信连接，所述中控机用于收集液位测量装置与所述密度测量装置的数据信息并通过该信息计算船舶的载货量。

优选的，所述中控机通信连接有移动终端，移动终端用于远程操控中控机。

优选的，所述储水管内放置有反射器，所述反射器的底部固定有漂浮块，所述漂浮块上固定有滑轮。

优选的，所述储水管的顶部通过固定杆固定有防护罩，所述防护罩包括防护板和防护筒，所述防护板与所述防护筒相固定，所述防护筒通过固定杆与所述储水管相固定。

优选的，所述防护筒与所述储水管之间通过防水透气膜密封，所述储水管顶部的内腔也通过防水透气膜密封。

优选的，所述储水管内还固定有密封环，所述密封环内固定连通有电动流量调节阀，所述储水管内还安装有水泵，水泵用于排出储水管内的水体。

优选的，所述储水管内腔的底部通过弹性密封圈固定有第一过滤环和第二过滤环，所述第一过滤环内固定有第一过滤网；所述第二过滤环内固定有第二过滤网，所述第一过滤网内网孔的目数小于第二过滤网内网孔的目数；其中，所述第一过滤环和第二过滤环上分别固定有震动器。

优选的，还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述防护板相固定。

优选的，包括以下步骤：

在船上选择测量点；

在测量点上开设涌水孔，安装储水管并使得所述储水管的底部与所述涌水孔相连通；

在船舶的压载水舱、燃油舱和淡水舱安装液位测量装置和密度测量装置；

将所述液位测量装置与所述密度测量装置与中控机通信连接；

启动震动器清理第一过滤网和第一过滤网；

调节电动调节阀控制水流量，通过所述中控机收集所述液位测量装置与所述密度测量装置的数据计算各测量点的液深，通过液位测量装置和密度测量装置测算压载水舱、燃油舱和淡水舱内液体重量，通过比对船舶图表信息或船体三维模型图，最后汇总计算出船舶的排水量及载货量；

单位时间内多次测量船舶的吃水深度，取该单位时间内船舶的平均吃水深度作为实际测量值来计算船舶的载货量和排水量。

本发明具备以下有益效果：

1、该船舶载货量测量系统，储水管的底部与所述船舶的底板相连通，储水管内安装有液位测量装置和密度测量装置，利用中控机收集所述液位测量装置与所述密度测量装置的数据计算各测量点的液深得出船舶平均吃水和所处水域水密度以及压载水舱、燃油舱和淡水舱内液体重量，通过对照船舶图表信息或船体三维模型图，最后汇总通过中控机计算出船舶的排水量及载货量，无需人工读数测量，计算效率高，同时这种计算方式受风浪影响小，并且人员不需要临水作业，安全系数高，通过各储水管内的液深情况还能反映出船舶的运行状态。

2、该船舶载货量测量系统，中控机还通信连接有移动设备，移动设备包括手机或平板电脑，中控机通过移动设备可以将各个液位测量装置与所述密度测量装置的数据无线远程传输，从而工作人员通过移动终端能够实时的远程监督该航次船舶的纵倾及横倾状态，以及航行途中的排水量、载货量、燃油消耗、淡水消耗、压载水的实时情况。

附图说明

图1为本发明储水管的内部结构示意图；

图2为本发明船舶的结构示意图；

图3为本发明滑轮的结构示意图；

图4为本发明b处的结构放大示意图；

图5为本发明的结构示意框图；

图6为本发明船舶的测点示意图；

图7为本发明采用一般校正公式求出平均水深e的一种示意图；

图8为本发明采用一般校正公式求出平均水深e的另一种示意图；

图9为本发明采用一般校正公式求出平均水深e的又一种示意图。

图中：100-船舶；101-涌水孔；102-压载水舱；103-燃油舱；104-淡水舱；105-水体；200-储水管；201-固定杆；202-防护罩；202a-防护板；202b-防护筒；203-防水透气膜；204-太阳能电池板；300-液位测量装置；400-密度测量装置；500-反射器；501-漂浮块；600-滑轮；700-第一过滤环；701-第二过滤环；702-弹性密封圈；703-第一过滤网；704-第二过滤网；705-震动器；800-中控机；900-移动终端；1000-密封环；1001-电动流量调节阀；2000-水泵。

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。

请参阅图1-9，一种船舶载货量测量系统，包括船舶100和储水管200，所述储水管200的底部与所述船舶100的底板相连通，储水管200的厚度要大于等于船底板厚度，储水管200的直径可根据船舶100大小进行选择，一般选择直径10-30厘米，储水管200的长度要达到从船底板内侧到高于该测量点位垂直向上延伸至甲板平面且高于甲板平面50-100厘米或该点位上上层甲板的船舶100护栏高度，安装储水管200过程中需要在上层的甲板等处割穿略大于储水管200直径的孔便于垂直放置储水管200，储水管200焊接要和船底板及各层甲板充分无缝隙焊接，不漏气漏水，防止船体外部的水从焊接处渗漏至船内，引发危险，之后从储水管200的上端向管内的船底板打孔，该孔位于储水管200截面中心，孔径控制在储水管200的五分之一左右，如船舶100浮于水中此时储水管200进水，具体如储水管200中所示的水体105，所述储水管200内安装有液位测量装置300，船舶100上安装有密度测量装置400，每个储水管200内均安装有密度测量装置400，用于测量储水管200内的水体105密度；液位测量装置300可以是超声波测距仪也可以是激光测距仪，或者其他能够测量出储水管200内液位高度的机械设备，本实施例液位测量装置300为激光测距仪，密度测量装置400为密度计，所述储水管200内放置有反射器500，所述反射器500为反光板，其中，所述反射器500的底部固定有漂浮块501；漂浮块501可以为一切不溶于水、不与水发生反应同时密度还小于水的材料，例如，泡沫板材，漂浮块501漂浮在储水管200内的液面之上，此时反光板的位置可作参照算出储水管200液面的位置，本实施例中，储水管200的长度是一定的，液位测量装置300固定在储水管200内腔的顶部，液位测量装置300向反光板发射激光，并接受反光板反射回来的激光即可测出液位测量装置300距反光板的距离，结合储水管200的总长度以及液位测量装置300距反光板的距离可以计算出此时储水管200内液位的高度，从而根据储水管200内液位的高度算出船舶100此时的吃水深度进而求出其排水体积，而密度测量装置400能够检测出船舶所处水体的密度，船舶100排水量的体积和水体的密度相乘即可得到船舶此时的总质量，通过这种方法计算装货或者卸货前后船舶100总质量的变化量综合燃油、淡水、压载水的变化量即可得出船上货物的质量。

需补充说明的是，储水管200其底部可以直接与船舶100的底板相固定，同时也可以安装在船舶100的船沿处，只要能够保证储水管200的底部与船舶100所在的水域相接触即可，此时储水管200内即可存在水体105，通过测量船舶100装货或卸货前后储水管200内水体105的高度差变化，综合燃油、淡水、压载水舱处的液位测量装置及密度装置测量的数据，即可算出船舶100上的货物重量。

所述漂浮块501上固定有滑轮600，滑轮600的数量为3，滑轮600与储水管200的内壁可接触也可不接触，滑轮600与储水管200的内壁接触时，滑轮600能够在储水管200内壁上滚动，降低了漂浮块501与储水管200之间的摩擦。

若使得滑轮600漂浮块501与储水管200之间留有间隙既能减小摩擦，滑轮600的轮子部分与储水管200的内壁留有间隙，滑轮600数量为3；3个滑轮600均匀分布在漂浮块501的四周。

所述储水管200的顶部通过固定杆201固定有防护罩202，所述防护罩202包括防护板202a和防护筒202b，所述防护板202a与所述防护筒202b相固定，所述防护筒202b通过固定杆201与所述储水管200相固定；防护板202a与防护筒202b的作用是起到格挡和保护的作用，避免外界物体进入储水管200内对数据的测量造成影响。

所述防护筒202b与所述储水管200之间通过防水透气膜203密封，所述储水管200顶部的内腔也通过防水透气膜203密封，防水透气膜203与防护罩202类似，避免外界物体进入储水管200内对数据的测量造成影响，需说明的是，当储水管200内进水时，储水管200内的液体会将其内部的空气透过防水透气膜203排出。

所述储水管内还固定有密封环1000，所述密封环1000内固定连通有电动流量调节阀1001，密封环1000与电动流量调节阀1001相互配合，通过控制电动流量调节阀1001开启大小能够控制单位时间内储水管200内进出的水量，单位之间内储水管200内进出的水量越少，则储水管200内的水面受到风浪的影响也就越少；所述储水管200内还安装有水泵2000，水泵2000用于排出储水管200内的水体105，船舶100跨水域运行，如从海进江时，不同水域其水密度各不相同，由于储水管200内的水因电动流量调节阀1001和涌水孔101的限制难以排出，从而储水管200不会及时更新到船舶100所处水域的水，带来测量的误差，通过在储水管200内安装水泵2000，用于排出储水管200内的水体105，当关闭电动流量调节阀1001即可通过水泵2000抽空储水管200内的水体105，再打开电动流量调节阀1001即可放入船舶100当前所处水域的新水。

所述储水管200内腔的底部通过弹性密封圈702固定有第一过滤环700和第二过滤环701，所述第一过滤环700内固定有第一过滤网703；所述第二过滤环701内固定有第二过滤网704，所述第一过滤网703内网孔的目数小于第二过滤网704内网孔的目数；其中，所述第一过滤环700和第二过滤环701上分别固定有震动器705，也即位于上方的第二过滤网704是细滤网，位于下方的第一过滤网703是粗滤网，第一过滤网703与第二过滤网704能够过滤水中的杂质，避免水中杂质进入储水管200内并对其堵塞，使得储水管200内的水体105高度不能及时的根据船舶100的实际吃水情况相应的升高或降低，从而液位高度的测量结果不准确，震动器705为偏心电机，弹性密封圈702为橡胶等软性弹性材料制成的密封环状结构，震动器705启动的时候即可带动第一过滤环700和第二过滤环701震动，从而将第一过滤网703和第二过滤网704上的杂质抖落。

还包括对液位测量装置300供电的太阳能电池板204，所述太阳能电池板204与所述防护板202a相固定，太阳能电池板204与电池连接，并向电池内部充电，电池作为液位测量装置300和密度测量装置400等的启动能源。

包括以下步骤：

在船底选择测量点，分别标记为q1，q2，q3，q4，q5，q6；

在q1-q6每个测量点上固定储水管200，并通过储水管200内部向船舶100底部开设涌水孔101；

在船舶100的压载水舱102、燃油舱103和淡水舱104安装液位测量装置300和密度测量装置400；

将上述所有液位测量装置300与密度测量装置400与中控机800相连通；

启动震动器705清理第一过滤网703和第一过滤网704；

之后利用中控机800收集所述液位测量装置300与所述密度测量装置400的数据计算各测量点的液深以及压载水舱102、燃油舱103和淡水舱104内液体重量，通过比对船舶100图表信息或船体三维模型图，最后汇总计算出船舶100的排水量及载货量，中控机800还通信连接有移动终端900，移动终端900可以是手机或平板电脑，中控机800通过移动通信设备可以将各个液位测量装置300与所述密度测量装置400的数据无线远程传输收集，中控机通过收集的各个数据，结合船舶图表或者船舶三维模型图，计算吃水深度，结合密度计算船舶排水量和载货量。工作人员通过移动终端900连接中控机能够实时的远程监督单航次内各时间点船舶100的运行状态，包括船舶100的横倾、纵倾、摇摆幅度、排水量、载货量、及燃油、淡水消耗量余量等。

需要说明的是，船舶100载货量的计算方式有两种：一种是通过船舶三维图结合各点液位和密度数据通过计算机计算所装卸货物的重量。另一种是：依照《中华人民共和国出入境检验检疫行业标准》sn/t3023.2-2012执行，其水尺计重程序具体如下：

一、水尺计算

(一)计算公式(单位：m或ft)：

fps＝1/2·(fp+fs)

fps-艏平均吃水；fp-艏左吃水数，q1点处的吃水数；fs-艏右吃水数，q2点处的吃水数；

aps＝1/2·(ap+as)

aps-艉平均吃水；ap-艉左吃水数，q5点处的吃水数；as-艉右吃水数，q6点处的吃水数；

t＝aps-fps

t-艏艉吃水差；

mps＝1/2(mp+ms)

mps-舯平均吃水；mp-舯左吃水数，q3点处的吃水数；ms-舯右吃水数，q4点处的吃水数；

fc＝t·df/(lbp-df-da)

fc-艏吃水校正值；df-艏吃水点至艏垂线间距离；

lbp-两垂线间船长；

ac＝t·da/(lbp-df-da)

ac-艉吃水校正值；da–艉吃水点至艉垂线间距离；

mc＝t·dm/(lbp-df-da)

mc–舯吃水校正值；dm–舯吃水点至舯垂线间距离；

fm＝fps+fc

fm–纵倾校正后艏平均吃水；

am＝aps+ac

am–纵倾校正后艉平均吃水；

mm＝mps+mc

mm–纵倾校正后舯平均吃水；

tc＝am-fm

tc–艏艉纵倾校正后吃水差；

mfa＝1/2·(fm+am)

mfa–纵倾校正后艏艉平均吃水；

d/m＝1/8·(fm+am+6mm)

d/m–拱陷校正后平均吃水；

(二)吃水校正

1、船舶具备艏、艉、舯水尺纵倾校正表，可据以校正，必要时予以核对；

2、艏吃水校正值：艏倾时(+)艉倾时(-)；

3、艉吃水校正值：吃水点在垂线前，艉倾时(+)艏倾时(-)；吃水点在垂线后，艉倾时(-)艏倾时(+)；

4、船图上标明吃水点至垂线间距离，可查取数据，根据公式予以校正；

5、船图上未标明吃水点至垂线间距离，则应由以下方法确定：

a、艏吃水点至艏垂线间距离：将艏吃水按船图上的比例缩小，用分规量出艏吃水点，并测量该点至艏垂线间距离，再按比例放大即得艏吃水点到艏垂线的实际距离df；

b、艉吃水点至艉垂线间距离：船图上标明艉水尺标记，则可按求df之方法量出艉吃水点至艉垂线的距离；如船图上未标明艉水尺标记，则可在船舷侧以目测或实测确定艉吃水点至舵杆中心之间的实际距离；

c、吃水点至相应垂线距离值：在垂线前为(+)，在垂线后为(-)；

6、艏艉垂线的确定：船图上无两垂线时，可将夏季载重线高度，按船图比例缩小，作一平行于基线的水线与船艏相交，并以此相交点作一垂直于基线的垂线为艏垂线，以舵杆中心线作为艉垂线；

二、排水量或载重计算

(一)相应排水量或载重量：

根据拱陷校正后平均吃水d/m，从排水量或载重量表中查算出最接近于平均吃水处的吨数作为基数△1，将差额吃水数乘以相应的每厘米吨(或每英寸吨)，得出差额吨数，以基数吨数加上或减去差额吨数，即得当时吃水的相应排水量或载重量的吨数△2,同时具备排水量和载重量表，一般应以排水量计算；

(二)排水量纵倾校正：

具备排水量纵倾校正表(二次校正)，经校对后，可据以校正；无排水量纵倾校正表，当船舶艏艉吃水差大于0.3m(或1ft)，则应按下列公式进行校正：

z＝100·tc/lbp·xf·tpc+50·lbp(tc/lbp)2dm/dz

＝12·tc/lbp·xf·tpi+6·lbp·(tc/lbp)2dm/dz

△3＝△2十z

式中：

z—排水量纵倾校正值，t(tn)；

xf—d/m处漂心距舯距离，m(ft)；

tpc—d/m相应处的每厘米吃水吨，t/cm；

(tpi-d/m相应处的每英寸吃水长吨，tn/in)；

dm/dz—d/m处纵倾力矩变化率；t/cm(tn/in)；

△2—相应排水量，t(tn)；

△3—纵倾校正后排水量,t(tn),

漂心距船舯的距离xf，可以从静水力曲线图中测得，或从其他图表上查得；漂心在舯前为(-)舯后为(+)；

纵倾力矩变化率dm/dz，可按d/m值上下变化50cm(或6in)，从有关图表中查得两个相应的每厘米(或每英寸)纵倾力矩mtc(或mti)，求其差数即得；

船舶图表无纵倾力矩资料时，可按以下公式计算：

mtc＝△2·(kml-kb)/(100·l)

mtc—每厘米纵倾力矩，m·t/cm

mti＝△2·(kml-kb)/(12·l)

mti—每英寸纵倾力矩，t·tn/in

l—水线船长(可用lbp代替),m(ft)；

kml—纵稳心距基线高度，m(ft)；

kb—浮心距基线高度，m(ft),

3.在具备其他纵倾排水量表(如菲尔索夫曲线图等)，亦可据以校正，但应先作艏艉水尺纵倾校正后进行查算，然后再作拱陷校正，其公式如下：

△3＝△t十3/4·(mm一mfa)·tpc

△3＝△t十3/4·(mm一mfa)·tpi

式中：△t—纵倾状态下拱陷校正前排水量,t(tn),

4.港水密度校正：

△4＝△3·ρ1/ρ

式中：

△4—港水密度校正后排水量，t(tn)；

ρ1—实测港水密度，g/cm3；

ρ—制表密度，g/cm3；

当排水量或载重量表上列明密度时，按所列密度计算；未列明密度时：海水可按1.025,淡水可按1.000计算；如系载重量，须加上空船重量后，再作港水密度校正；

三、淡水、压载水计算

(一)根据所测水深，结合纵、横倾状态，从计量表和纵、横倾校正表中查算出海淡水的容量或重量；压载水总量在500t以下时，可按泵进压载水海域的密度计算，或按海淡水的标准密度计算；500t以上时，须取样测定密度，并予以校正；

wc＝w·ρ2/ρ＝v·ρ2

式中：

wc—密度校正后重量,t；

w—制表密度下的重量(t)；

v—容积(m3)；

ρ2—压载水密度(g/cm3或t/m3)；

(二)具有计量表而无纵、横倾校正表，且水舱近似矩形者，可用公式先校正水深，然后查算贮水量；

1.纵倾时测量水深未超过舱高的容量计算：纵倾状态下，测量水深s未超过舱高h(即：s≤h)时，可先按判别公式计算舱底浸水面长度l1：

l1＝s·lbp/tc+d

式中：

l1--舱底浸水面长度，m(ft)；

s--实测水深,m(ft)；

d--测量管距横舱壁间距离，m(ft),

当d<0.5m(或1.5ft)时，可作零计算；其距离可从泵浦图或管线分布图上查测或实际测量取得；

(1)当l1≥l时(如图7)，可按一般校正公式求出平均水深e：

e＝s士c

e--平均水深,m(ft)；

c＝tc/lbp·(l/2-d)

c---水深纵倾校正值，m(ft)；

l—舱长，m(ft)

测量管在舱前，水深纵倾校正值，艏倾(-)，艉倾(+)；

测量管在舱后，水深纵倾校正值，艏倾(+)，艉倾(-).

(2)当l1<l时(如图8)，可按呆存水公式计算平均水深e：

e＝l21·tc(2l·lbp)

(3)当艏倾或测量管在舱前，应注意水舱出现的假满情况；其校正原理同(如图8)

2.纵倾时测量水深超过舱高的容量计算

l2＝lbp/tc·(s-h)+d

l2--舱顶浸水面长度,m(ft)；

h--舱高,m(ft)；

(1)当l2≥l时，可按满舱计算；

(2)当l2<l(如图9)，可按假满公式求出平均水深e；

e＝h-(l-l2)2·tc/(2l·lbp)

3、无横倾校正表的计算：当水油舱对称分布船的两边，或测量管在舱柜的横向中央位置，可不作校正；当水油舱分布于船的单边，测量管不在舱柜的横向中央位置，且当横倾角超过10时，应作横倾校正，其公式如下：

e＝s士c1

c1—水深横倾校正值，m(ft)；

c1＝t1/bm·(b1/2-d1)

t1—左右舷横倾值，m(ft)；

bm—船舶型宽；

b1—舱宽

d1—测量管距船舷或纵向分舱壁距离，m(ft)

当d1<0.3m(或1.0ft)时，可作零计算；其距离可从泵浦图或管线分布图上查测或实际测量取得；

测量管在左侧，横倾水深校正值，左倾(-)右倾(+)；

测量管在右侧，横倾水深校正值.左倾(+)右倾(-)；

4、以平均水深查得计量表上的容量值；

四、燃油、污水、常数计算

(一)燃油贮存量计算

1.以实测计算：根据所测油深及油温，经纵、横倾校正后查出计量表上的容量，乘以实测温度下的油液密度，即得油液贮存量；无纵、横倾校正表，则可按以下公式计算；油液的密度可参考有关单证或由船方提供；

l1＝s·lbp/tc+d及e＝s士c

2.以消耗量计算：可将装卸货前的贮油量减去每日消耗量与装卸货天数的乘积，即得到装卸货后的贮存量；

(二)污水量计算

1.根据测定的污水深度进行查表计算；

2.无计量表时，按实际形状计算体积求出重量；

3.装卸货期间少量污水保持不变者，可并入船舶常数以内或估算处理；

(三)船舶常数计算

船舶常数等于装前或卸后实际排水量减空船重量、船用物料及其他货物等重量；实际计算常数与船方所提供的常数相差悬殊时，应进一步核查；

货物装卸完毕后，水尺计重人员与船方对船舶进行末检，测定船舶吃水、港水密度、淡水和压载水、污水、燃油等相关数据末检的数据测定办法同首检；

水尺计重人员根据测定数据和船舶有关水尺计重图表进行必要的计算与校正，或将末检测定数据和船舶有关水尺计重图表数据输入水尺计重软件系统，编制末检水尺计重记录单，取得船方确认；

五、货物重量计算

wl＝(b-b)-(a-a)

wd＝(a-a)-(b-b)

式中：

wl—装货重量，t(tn)；

wd—卸货重量，t(tn)；

a—装或卸货前实际排水量，t(tn)；

a—装或卸货前船用物料及其他货物等重量，t(tn)；

b—装或卸货后实际排水量，t(tn)；

b—装或卸货后船用物料及其他货物等重量，t(tn)

利用储水管及液位测量装置、密度测量装置单位时间内多次测量船舶100的吃水深度，取该单位时间内船舶100的平均吃水深度作为实际测量值来计算船舶100的载货量和排水量。

本实施例的工作原理为：储水管200的底部与所述船舶100的底板相连通，储水管200内安装有液位测量装置300和密度测量装置400，利用中控机800收集所述液位测量装置300与所述密度测量装置400的数据计算各测量点的液深以及压载水舱102、燃油舱103和淡水舱104内液体重量，通过比对船舶100图表信息或船体三维模型图，最后汇总计算出船舶100的排水量及载货量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。

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