[0001] 本发明涉及电能计量溯源技术领域，更具体地说，它涉及一种动态直流溯源系统及溯源方法。

[0002] 随着我国大力推进新型电力系统建设的推进，直流配用电在电网中的供电在工业与交通领域所占比重越来越大。如：新能源轨道交通、电动汽车、光伏系统，城市轨道交通系统等。目前，我国交流电能和直流电能计量技术相对成熟，但是在实际直流配用电场景中，直流信号电包含大量的随机纹波交流分量。而这些纹波分量的幅值、频率的强随机性包含大量的高频谐波，对会导致直流电能计量准确性带来挑战误差。与交流电能溯源体系相比，直流电能计量溯源体系尚未完善。

[0003] 目前，尚无经认可的针对含非特定纹波的直流电能(动态直流)的溯源方法，尚未建立完整的直流电能计量溯源体系；现有国家标准下的直流电能表虽然达到0.01级，但均只考虑了稳态条件下的直流分量的精密计量。有的厂家制造的标准直流电能表，考虑了纹波电压或纹波电流的影响，但无法计量功率、电能，未考虑纹波功率的影响。此外，目前高等级的直流电能表检定装置采用分布式溯源方法，向上分别溯源至国家电压、电流、时间频率等基准、标准，电压、电流测量，接线繁琐，操作复杂，容易出现误操作，增加了检定校准时间，降低了工作效率，并且在分别溯源过程中可能引入更多的测量不确定分量，不利于直流电能量值传递与溯源。

[0004] 因此，本申请提供一种动态直流溯源系统及溯源方法，解决上述问题。

[0035] 在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所申请的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本申请的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

[0036] 在本申请的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本申请的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

[0037] 应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件或与另一组成元件“相连”，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件或与另一组成元件“直接相连”时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

[0038] 在本申请的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本申请的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

[0039] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请作进一步的详细说明，本申请的示意性实施方式及其说明仅用于解释本申请，并不作为对本申请的限定。

[0040] 目前，针对叠加了非特定频率/幅度纹波成分的直流电能(即，动态直流电能)尚无经认可的溯源方法，直流电能计量溯源体系不完整，且根据现有国家标准直流电能表虽然达到0.01级，但未考虑动态条件下直流分量的精密计量。

[0041] 因此，本申请提供一种动态直流溯源系统及溯源方法，其目的是实现对被测动态直流电能表的检定溯源，同时实现对动态直流溯源系统自身内置的动态直流标准表的溯源，将其溯源至0.01级国家标准；其原理是基于动态直流信号实际可分解为交流信号和直流信号的特点，采用交直流分开溯源的方式，利用现有成熟的直流电能溯源系统和交流电能溯源系统分别溯源交流和直流，实现对动态直流溯源系统的间接溯源，解决动态直流测量目前无法溯源的问题，完善直流电能计量溯源体系，实现动态条件下直流分量的精密计量。

[0042] 请参见图1所示，图1为本申请实施例提供的动态直流溯源系统的结构图。系统包括：动态直流功率源，用于调制生成动态直流信号；被测动态直流电能表，用于测量动态直流信号得到第一测量结果；0.02级动态直流标准表，用于测量动态直流信号得到第二测量结果，并将第一测量结果和第二测量结果进行比较，得到被测动态直流电能表的测量溯源结果；0.01级溯源系统，用于根据已知的直流信号和动态交流信号生成动态直流信号，根据动态直流信号对0.02级动态直流标准表进行测量溯源，得到0.02级动态直流标准表的测量溯源结果。

[0043] 具体地，请参见图2所示，图2为动态直流溯源系统对被测动态直流电能表进行溯源的原理图。被测动态直流电能表通过0.02级动态直流溯源系统进行动态直流电压、动态直流电流、动态直流功率、动态直流电能量值溯源，实现被测直流电能表的检定。动态直流功率源分别与0.02级动态直流标准表和被测动态直流电能表连接，动态直流功率源可输出动态直流信号，被测动态直流电能表和0.02级动态直流电能表同时测量动态直流功率源输出的动态直流信号，实现动态直流电压、动态直流电流、动态直流功率电能测试；0.02级动态直流标准表和被测动态直流电能表连接，接收被测动态直流电能表输出的电能脉冲，实现对被测动态直流电能表的电能检测。

[0044] 请参见图3所示，图3为动态直流溯源系统对0.02级动态直流标准表进行溯源的原理图。动态直流溯源方法依托现有的溯源链条，对0.02级的动态直流电能表的直流电能和交流电能进行分别溯源；交流溯源方面，0.01级交流溯源系统和0.02级动态直流标准表连接，通过现有的0.01级交流溯源系统实现0.02级动态直流标准表的交流溯源，0.01级交流溯源系统可溯源至国家基准；直流溯源方面，0.01级直流溯源系统和0.02级动态直流标准表连接，通过现有的0.01级直流溯源系统实现0.02级动态直流标准表的交流溯源，0.01级直流溯源系统可溯源至国家基准。

[0045] 相较于现有技术，本申请通过将动态直流分解为动态交流分量和直流分量，通过现有0.01级交流溯源系统和0.01级直流溯源系统分别进行溯源，解决动态直流计量的溯源问题；可对宽频范围(40Hz‑2400Hz)、随机速变、伪周期的动态直流进行准确溯源。

[0046] 请参见图4所示，图4为0.01级溯源系统与0.02级动态直流标准表连接的示意图。在一种可能的实施方式中，0.01级溯源系统包括：动态交流功率源，用于调制生成动态交流电压和动态交流电流，动态交流电压和动态交流电流为交流工频半周波的组合，且波形和相位一致；0.01级交流溯源系统，用于测量动态交流电压和动态交流电流；0.01级直流溯源系统，用于提供经测量的直流电压和直流电流；其中，动态交流电压和直流电压串联提供动态直流电压，动态交流电流和直流电流耦合提供动态直流电流，动态直流电压和动态直流电流为动态直流信号。

[0047] 具体地，由于目前的0.01级交流溯源系统基于工频电能计量，无法直接实现动态交流的计量，在信号调制过程中，如果信号存在阶跃变化，输出波形频谱将被扩宽，产生非常多谐波，对计量存在严重影响。因此，本申请采用过零点切换的方式进行调制，信号调制过程不存在阶跃变化情况，完整的保留原始信号，不产生额外的谐波信号；同时采用工频半周波做为最小调制单元，且电压、电流波形相位一致，可直接利用现有的0.01级交流溯源系统的0.01级标准表测量动态交流的电压、电流、功率电能。如图5所示，图5为动态交流电压和动态交流电流的调制示意图。最小调制单元为半周波，因此本方案动态交流电压、动态交流电流调制输出基于半周波工频实现，电压和电流调制原理一致，且动态交流电压、动态交流电流的波形和相位完成一致，因此动态交流电压、动态交流电流、动态交流功率、动态交流电能如下所示：

[0048] U＝A1*sin(2π*f*t)*调制脉冲

[0049] I＝A2*sin(2π*f*t)*调制脉冲

[0050] P＝U*I＝A1*A2*调制脉冲/2

[0051] W＝P*T＝A1*A2*T*调制脉冲/2

[0052] 式中，U为动态交流电压输出，I为动态交流电流输出，P为动态交流功率，W为动态交流电能，A1为动态交流电压输出幅值，A2为动态交流电流输出幅值，f为输出频率，t表示时刻，T为动态交流电能累计时长，基于现有的0.01级交流溯源系统f＝50Hz。调制脉冲可根据需要编制，如图5所示，实现输出波形的调制，调制脉冲可根据需要任意编制，方便输出波形调制，可实现各种调制波形下的动态交流输出，最终实现各种调制波形下的动态直流测试，实现0.02级动态直流标准表的间接溯源。根据动态交流电压、动态交流电流、动态交流功率电能的公式可知，输出波形仍然是完整工频半周波单元组合，且动态交流电压、动态交流电流的波形、相位一致，可直接使用现有0.01级交流溯源系统的0.01级标准表测量动态交流电压、动态交流电流、动态交流功率电能值。

[0053] 0.02级动态直流标准表需要针对动态直流进行测量，本申请通过交直流分别溯源的方法，将动态直流拆分为动态交流和直流分别溯源，间接溯源0.02级动态直流标准表的动态直流测试性能。如图4所示，动态直流溯源方法依托现有的溯源链条，通过现有的0.01级直流溯源系统和0.01级交流溯源系统实现0.02级动态直流标准表的动态直流测量溯源，主要分为动态直流电压溯源、动态直流电流溯源、动态直流功率电能溯源。

[0054] 针对动态直流电压溯源，动态交流功率源基于半周波调制输出动态交流电压，0.01级直流溯源系统基于内置的高稳定度直流标准电压源输出直流电压，通过动态交流电压和直流电压串联形成动态直流电压，动态直流电压输入0.02级动态直流标准表得到测量结果。同时，动态交流功率源的输出的动态交流电压连接0.01级交流溯源系统溯源，0.01级直流溯源系统输出的直流电压通过0.01级直流溯源系统直接溯源。因此可通过0.01级的交流溯源系统和0.01级直流溯源系统联合溯源0.02级动态直流标准表测量的动态直流电压。

[0055] 针对动态直流电流溯源，动态交流功率源基于半周波调制输出动态交流电流，0.01级直流溯源系统基于内置的高稳定度直流标准电流源输出直流电流，动态交流电流和直流电流通过不同的导线输入0.02级动态直流标准表内置的零磁通互感器，动态交流电流和直流电流彼此测量相互隔离、独立，测量结果叠加得到动态直流电流的测量结果。同时，动态交流功率源的输出的动态交流电流连接0.01级交流溯源系统溯源，0.01级直流溯源系统输出的直流电流通过0.01级直流溯源系统直接溯源。因此可通过0.01级的交流溯源系统和0.01级直流溯源系统联合溯源0.02级动态直流标准表测量的动态直流电流。

[0056] 针对动态直流功率电能溯源，由前面的动态直流电压溯源和动态直流电流溯源可知，0.02级动态直流标准表输入的动态直流信号(动态直流电压、动态直流电流)中的动态交流信号(动态交流电压、动态交流电流)均来自0.01级交流溯源系统，直流信号(直流电压、直流电流)均来自0.01级直流溯源系统。因此可通过0.01级交流溯源系统的交流功率电能和0.01级直流溯源系统的直流功率电能联合溯源0.02级动态直流标准表测量的动态直流功率电能。

[0057] 请参见图6所示，图6为现有的0.01级直流溯源系统的结构图。现有的直流溯源系统还是通过电压、电流、功率电能分开检测的方式，实现直流检测溯源。如上图6所示，0.01级直流溯源系统包括：7.5位高稳定度直流标准电压源、高稳定度直流标准电流源、3台八位半数字万用表、0.005级直流标准变换模块；7.5位高稳定度直流标准电压源和八位半数字万用表1连接，7.5位高稳定度直流标准电压源和被检直流电能表连接，通过7.5位高稳定度直流标准电压源输出不同电压值，对比八位半数字万用表1和被检直流电能表的电压示值，实现被检直流电能表的电压检测；高稳定度直流标准电流源和0.005级直流标准变换模块连接，通过0.005级直流标准变换模块将高稳定度直流标准电流源变换成等比例0‑1V的电压信号，0.005级直流标准变换模块和八位半数字万用表2连接，通过八位半数字万用表2测试0.005级直流标准变换模块变换后的电压信号，通过比例变换实现电流的高精度测量，高稳定度直流标准电流源和被检直流电能表连接，通过高稳定度直流标准电流源输出不同电流值，对比八位半数字万用表2变换后的电流示值和被检直流电能表的电流示值，实现被检直流电能表的电流检测；八位半数字万用表3和被检直流电能表的电能脉冲输出连接，通过八位半数字万用表3的数字万用表测试被检直流电能表的脉冲输出频率，通过电能脉冲常数的定义可知，电能脉冲的输出频率和被检电能表的输出功率是比例关系，因此可以通过测试电能脉冲频率的方式实现功率电能检测，但是这种方法存在由于功率稳定度不够导致频率测量不稳定的读数误差问题，因此按照相关标准要求，需要保证功率源的输出稳定度高于测试准确度的1/5，0.01级直流溯源系，需要的功率稳定度为0.002级，需要电压、电流稳定度优于0.002级，因此需要采用7.5位高稳定度直流标准电压源、高稳定度直流标准电流源。

[0058] 请参见图7所示，图7为动态交流功率源的结构图。在一种可能的实施方式中，动态交流功率源包括：信号发生器、动态交流电压放大器、动态交流电流放大器；信号发生器与动态交流电压放大器连接，输出放大后的动态交流电压；信号发生器与动态交流电流放大器连接，输出放大后的动态交流电流。

[0059] 具体地，本申请的动态交流功率源采用虚功率源设计方案，根据虚功率源检定功率电能的技术基理，电压电流将采用隔离输出的方式。信号发生器输出的动态交流电压信号通过动态交流电压放大器放大输出，信号发生器输出的动态交流电流信号通过动态交流电流放大器输出。

[0060] 如图8所示，图8为信号发生器的结构图。进一步地，信号发生器包括：嵌入式单片机、第一数字隔离器、第二数字隔离器、第一DAC转换器和第二DAC转换器；嵌入式单片机一方面生成动态交流电压波形拟合数据，动态交流电压波形拟合数据连接第一数字隔离器，第一数字隔离器连接第一DAC转换器，第一DAC转换器输出动态交流电压信号；嵌入式单片机另一方面生成动态交流电流波形拟合数据，动态交流电流波形拟合数据连接第二数字隔离器，第二数字隔离器连接第二DAC转换器，第二DAC转换器输出动态交流电流信号。

[0061] 具体地，嵌入式单片机输出动态交流电压波形拟合数据，通过第一数字隔离器隔离后，经过第一DAC转换器转换为动态交流电压信号；嵌入式单片机输出动态交流电流波形拟合数据，通过第二数字隔离器隔离后，经过第二DAC转换器转换为动态交流电流信号。

[0062] 需要说明的是，本申请的信号发生器输出双路小信号的动态交流电压信号和动态交流电流信号，再分别经过动态交流电压放大器和动态交流电流放大器输出动态直流溯源所需的信号。本申请的双通道可编程动态数字信号发生技术将直流信号特征库中的复杂动态波形进行分解和量化，将时域上的波形幅值以数字信息存储在寄存器中，经过DAC变换，实现特征波形的模态拟合输出。该技术的难点在于分解的点数和幅度量化级数越多，波形失真度越小，但也会造成存储数据量大的问题；因此优选地，可以选用ADI的18bit以上的高分辨率DAC芯片AD5780，实现高幅度量化级数，低波形失真度问题，可以选用STM32嵌入式单片机构建大数据存储量的嵌入式单片机系统，外扩64M内存，解决存储数据量大的问题。

[0063] 请参见图9所示，图9为动态交流电压放大器的结构图。进一步地，动态交流电压放大器包括：多个信号隔离器和多个电压放大器，多个信号隔离器的一端连接信号发生器，另一端连接对应的电压放大器，所有电压放大器串联堆叠，输出放大后的动态交流电压。

[0064] 具体地，变压器通常应用于交流电压放大，而本申请信号发生器产生的信号直流占比不低于80％，不宜采用变压器方案；直流电源里常用的DC‑DC变换由于输出的高频纹波较高的缺点，也不适用。因此，本申请采用运算放大器、精密电阻设计高增益低失真的动态交流电压放大器，通过多模块串联的方式实现动态交流电压的高压放大，通过降低单个电压放大器倍数的方式来减小信号失真，并提供整体的带宽，以解决放大倍数、失真度、通频带的矛盾。在电路实现上，采用超低噪声和低失调电压的运算放大器及低温漂的精密电阻等器件进行设计，以确保电压输出的高线性度和稳定性。

[0065] 动态交流电压放大器采用电压串联堆叠升压技术方案，可选地，通过将20个50V的电压放大器堆叠，实现20*50V＝1000V电压的输出；要实现多模块串联升压，必须保证每个电压放大器之间相互隔离，即电压放大器输入信号隔离，电压放大器的供电隔离。因此，信号发生器产生的动态交流电压信号和信号隔离器连接，经过信号隔离器1比1的变换为隔离的电压信号，以实现后续电压功放的堆叠，对于20路功放其原理一样，不再赘述；一个信号隔离器和一个50V电压放大器连接，信号隔离器输出的电压信号经过50V电压放大器按照固定比例输出，实现输入信号的放大，对于20路功放其原理一样，不再赘述；50V电压放大器之间相互连接，实现电压放大器的串联，最终实现1000V高压的动态直流电压输出。

[0066] 优选地，信号隔离器可采用信号隔离模块TF5554N，具有高精度、高线性度，隔离电压2KV，纹波噪声低于30mV，全工作范围温漂小于50ppm/℃，满足本申请的设计要求。

[0067] 请参见图10所示，图10为电压放大器的结构图。进一步地，电压放大器采用同相比例放大电路。

[0068] 具体地，如图10所示，50V电压放大器可采用同相比例放大电路，通过调节R3和R4的阻值设置放大器的放大倍数，放大器的电源可选择±80V电源供电，实现50V电压输出；AMP放大器采用TI的高电压、高电流、高精度运算放大器OPA462，支持最高±90V供电，最大输出电流45mA，增益带宽积为6.5MHz，具有输出过热、过载保护，满足放大的要求。

[0069] 请参见图11所示，图11为动态交流电流放大器的结构图。进一步地，动态交流电流放大器包括：误差放大器、驱动管、大功率三极管组和零磁通互感器取样电路，误差放大器的一端连接信号发生器，另一端连接驱动管，驱动管连接大功率三极管组，大功率三极管组的输出通过零磁通互感取样电路连接误差放大器，大功率三极管组输出放大后的动态交流电流。

[0070] 具体地，动态交流电流放大器实质上是一种电压控制的恒流源，可将差分的小电压信号转换为大电流信号输出，由于内部只有电压‑电流变化级和电流传输级，没有电压增益级，因此跨导放大器没有大摆幅电压信号和米勒电容倍增效应，高频性能好，大信号下的转换速率高。由于决定增益的输出电流和输入电压分别在两个节点测量，电路的带宽和增益相互独立，克服了增益‑带宽积的限制，使得恒流源具有优秀的宽频性能和大电流输出能力，再通过串联零磁通互感器取样电路进行电流负反馈与参考电压比较，差值信号经放大后驱动大功率三极管组来调节补偿输出电流的变化，以实现高稳的恒流输出。

[0071] 如图11所示，信号发生器产生动态交流电流信号，零磁通互感器取样电路产生与输出电流成比例的电压信号，误差放大器通过比较动态交流电流信号和与输出电流成比例的电压信号实现误差放大，并控制驱动管的导通放大，最终驱动大功率三极管组实现动态交流电流的放大输出，实现动态交流电流的闭环放大输出。

[0072] 请参见图12所示，图12为0.02级动态直流标准表的结构图。在一种可能的实施方式中，0.02级动态直流标准表包括：精密电阻分压电路、零磁通互感器取样电路、同步采样ADC、微处理器、脉冲输入输出单元和幅值/功率/电能计算及显示单元；电压输入连接精密电阻分压电路，精密电阻分压电路连接同步采样ADC，电流输入连接零磁通互感器取样电路，零磁通互感器取样电路连接同步采样ADC，同步采样ADC连接微处理器，微处理器连接脉冲输入输出单元和幅值/功率/电能计算及显示单元。

[0073] 进一步地，零磁通互感器取样电路包括：互感器和穿过互感器且相互隔离的两个线圈，两个线圈分别引出直流电流输入端子和交流电流输入端子。

[0074] 具体地，如图12所示，动态直流电压输入精密电阻分压电路，经过精密分压电路分压后，通过同步采样ADC进行采集；动态直流电流(动态交流电流和直流电流)输入零磁通互感器取样电路，经过零磁通互感器取样电路后，通过同步采样ADC进行采集；微处理器通过SPI接口读取同步采样ADC的采样数据；微处理器和脉冲输入输出单元连接，通过微处理器计算功率电能值，输出电能脉冲，或者根据输入的电能脉冲计算电能误差；微处理器和幅值/功率/电能计算及显示单元连接，微处理器读取ADC采样的数据，计算幅值、功率、电能值并显示。

[0075] 优选地，精密电阻分压电路可以采用福禄克的标准分压器，支持输入范围0V‑1000V，线性度±0.1ppm，温漂系数0.1ppm，并具备自校准能力，非常适合高精度动态直流电压范围测量。零磁通互感器取样电路可以采用LEM的零磁通互感器和福禄克标准电阻，实现输入电流的高精度I/V变换，方便后续ADC采集。同步采样ADC可以采用TI的24bitADC，实现高精度的模数转换，并能够实现电压、电流间的同步采样，实现动态直流功率电能精密测量。微处理器可以采用STM32系列嵌入式单片机，具备SPI接口，可实现ADC数据读取，采用Cortex系列内核，具有极强的数据处理能力，可实现幅值、功率、电能分析计算，内置32bit定时器，支持输入输出脉冲测量，具备LCD显示接口，可实现幅值、功率、电能显示。

[0076] 综上所述，本申请提供的动态直流溯源系统：第一，内置动态直流功率源和0.02级动态直流标准表，采用一体式设计，无需繁琐接线，操作简单，可以对0.05级动态直流电能表的计量准确度进行检测，可以实现动态直流信号发生及测量，填补现有动态直流溯源的空白；第二，依托现有的0.01级直流/交流溯源系统，从直流、交流、交直流信号3个方面进行动态直流标准表溯源，为动态直流溯源提供一种可行方法；第三，可以高精度的产生并测量动态直流信号，且动态直流信号的类型可根据实际需要进行扩展，极大节省成本，具有较强的社会经济效益。

[0077] 请参见图13所示，图13为本申请实施例提供的动态直流溯源方法的流程图。方法基于上述的动态直流溯源系统执行，方法包括：通过0.01级溯源系统对0.02级动态直流标准表进行溯源：通过0.01级溯源系统发送动态直流电压和动态直流电流到0.02级动态直流标准表，根据0.01级溯源系统测量的直流电压、动态交流电压、直流电流和动态交流电流计算动态直流电压和动态直流电流的标准值，将动态直流电压和动态直流电流的标准值与0.02级动态直流标准表的测量结果进行比较，得到0.02级动态直流标准表的测量溯源结果；当0.02级动态直流标准表的测量误差在规定的误差范围内时，通过0.02级动态直流标准表对被测动态直流电能表进行溯源：通过动态直流功率源发送动态直流电压和动态直流电流到被测动态直流电能表和0.02级动态直流标准表，将被测动态直流电能表的测量结果与0.02级动态直流标准表的测量结果进行比较，得到被测动态直流电能表的测量溯源结果。

[0078] 需要说明的是，本申请实施例提供的动态直流溯源方法基于上述的动态直流溯源系统执行，具有相应的技术效果，故此不多加赘述。

[0079] 以上具体实施方式，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，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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。