背景技術(shù)：

本公開涉及氣體分析系統(tǒng)和設(shè)備，更具體地涉及對(duì)測(cè)量氣體濃度的溫度敏感度更低的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供了各個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)示蹤氣體的系統(tǒng)和方法，其使用了光學(xué)諧振腔、以及通過腔體耦合鏡耦合至所述腔的相干光源。建造所述腔的材料其熱膨脹系數(shù)與限定所述腔的鏡元件相同或相似。例如，主(大體積)腔材料可以與構(gòu)成鏡元件的主(大體積)材料相同或不同。相比現(xiàn)存的基于相似原理的腔體結(jié)構(gòu)，這種諧振腔結(jié)構(gòu)提供了更高的精度和穩(wěn)定性。各個(gè)元件可包括其他材料，例如涂層等等，以提高系統(tǒng)的其他特性。

實(shí)施例有利于減少裝置的溫度敏感度，并減小由環(huán)境溫度變化引起的機(jī)械應(yīng)力。

根據(jù)一實(shí)施例，提供了一種檢測(cè)存在于氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)被分析物種類的裝置。所述裝置通常包括由第一材料制成的光學(xué)諧振腔體結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)諧振腔體結(jié)構(gòu)具有第一端和第二端。第一材料可包括玻璃或玻璃陶瓷。光學(xué)諧振腔體結(jié)構(gòu)通常包括入口端，以接收液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)，還包括出口端，以允許介質(zhì)離開所述腔。所述裝置通常還包括接近光學(xué)諧振腔體結(jié)構(gòu)第一端的第一鏡元件、以及接近光學(xué)諧振腔體結(jié)構(gòu)第二端的第二鏡元件，其中第一和第二鏡元件的每一個(gè)由第一材料制成，或者由與第一材料的熱膨脹系數(shù)相同或大致相近的材料制成。在某些方面，第一材料包括石英玻璃。在某些方面，所述裝置進(jìn)一步包括接近第一端或第二端的第三鏡元件，其中第三鏡元件由第一材料制成，或者由與第一材料的熱膨脹系數(shù)相同或大致相近的材料制成。在某些方面，所述裝置進(jìn)一步包括接近第一端或第二端的第四鏡元件，其中第四鏡元件由第一材料制成，或者由與第一材料的熱膨脹系數(shù)相同或大致相近的材料制成。在某些方面，所述腔包覆或容納在外殼結(jié)構(gòu)或腔室中，這樣為容納在外殼結(jié)構(gòu)或腔室中的部件實(shí)現(xiàn)了受控的(例如壓力和/或溫度)環(huán)境。

根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種用于裝置內(nèi)的光學(xué)諧振腔，所述裝置檢測(cè)存在于氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)被分析物種類。所述光學(xué)諧振腔通常包括由第一材料制成的外殼結(jié)構(gòu)，所述外殼結(jié)構(gòu)具有第一端和第二端，接近所述外殼結(jié)構(gòu)第一端的第一鏡元件、以及接近所述外殼結(jié)構(gòu)第二端的第二鏡元件，其中第一和第二鏡元件的每一個(gè)由第一材料制成，或者由與第一材料的熱膨脹系數(shù)相同或大致相近的材料制成。在某些方面，第一材料包括石英玻璃。在某些方面，所述光學(xué)諧振腔進(jìn)一步包括接近第一端或第二端的第三鏡元件，其中第三鏡元件由第一材料制成，或者由與第一材料的熱膨脹系數(shù)相同或大致相近的材料制成。在某些方面，所述光學(xué)諧振腔進(jìn)一步包括接近第一端或第二端的第四鏡元件，其中第四鏡元件由第一材料制成，或者由與第一材料的熱膨脹系數(shù)相同或大致相近的材料制成。在某些方面，該光學(xué)諧振腔包覆或容納在外部外殼結(jié)構(gòu)或腔室中，這樣為容納在外部外殼結(jié)構(gòu)或腔室中的部件實(shí)現(xiàn)了受控的(例如壓力和/或溫度)環(huán)境。

參照說明書的余下部分，包括附圖和權(quán)利要求書，將會(huì)理解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，以及本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作，將在下文參照所附附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。在附圖中，相同序號(hào)表示相同或功能性相似的元件。

附圖說明

圖1示出了實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)。

圖2示出了另一實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)。

圖3示出了實(shí)施例的帶有4塊鏡的裝置結(jié)構(gòu)。

圖4示出了另一實(shí)施例的帶有4塊鏡的裝置結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

本文一般涉及示蹤氣體的檢測(cè)，更具體地涉及光學(xué)諧振腔，以及使用該光學(xué)諧振腔的腔增強(qiáng)吸收光譜系統(tǒng)和方法。這種系統(tǒng)和方法用于測(cè)量混合氣體的組分，例如空氣中的示蹤氣體。實(shí)施例有利于減少裝置的溫度敏感度，并減小由環(huán)境溫度變化引起的機(jī)械應(yīng)力。

各個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)示蹤氣體的系統(tǒng)和方法使用了光學(xué)諧振腔、以及通過腔體耦合鏡耦合至該腔的相干光源。建造該腔的材料其熱膨脹系數(shù)與限定該腔的鏡元件相同或相似。例如，主(大體積)腔材料可以與構(gòu)成鏡元件的主(大體積)材料相同或不同。相比現(xiàn)存的基于相似原理的腔體結(jié)構(gòu)，這種諧振腔結(jié)構(gòu)提供了更高的精度和穩(wěn)定性。

可以注意到，術(shù)語“腔”、“光學(xué)腔”、“光學(xué)諧振腔”等等可在本文中交叉使用。

在某些實(shí)施例中，裝置包括光學(xué)諧振腔，其包括與儲(chǔ)氣單元、或外殼或本體結(jié)構(gòu)耦合，或安裝在其上，或與其連通安裝的高反射率鏡。通常，高反射率鏡由其上具有介電反射涂層的玻璃基片制成，以提供對(duì)特定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的高反射率。一種用于制造鏡基片的可用材料是石英玻璃，其具有非常低的熱膨脹系數(shù)。同時(shí)，氣囊體通常由金屬制成，它的熱膨脹特性與鏡元件的不匹配。經(jīng)常地，氣囊體由不銹鋼制成。在某些應(yīng)用場(chǎng)合中，可使用低熱膨脹材料，例如不脹鋼。

在某些實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔體結(jié)構(gòu)設(shè)置有同樣用于高反射率鏡與氣囊體的材料(例如石英玻璃)，當(dāng)光學(xué)諧振腔曝露在不同溫度下時(shí)(例如溫度梯度)，減小光學(xué)諧振腔的機(jī)械應(yīng)力。在某些實(shí)施例中，具有相同或相似熱膨脹特性的不同材料(例如相同或大致相近的熱膨脹系數(shù))用于高反射率鏡和氣囊體，以減小或最小化由溫差引起的機(jī)械應(yīng)力。相近的或大致相近的熱膨脹系數(shù)值大約是10^-6m/mk(示例包括石英-微晶玻璃，玻璃-柯伐合金)。例如，本文實(shí)施例中的高反射率鏡和氣囊體可由石英玻璃或其他低熱膨脹系數(shù)的玻璃材料制成，例如大約是小于3×10^-6m/mk。對(duì)于使用了與高反射率鏡和氣囊體相同的材料的實(shí)施例，溫度感生應(yīng)力可以相當(dāng)小。如果低熱膨脹系數(shù)的材料用于腔體和鏡，諧振腔對(duì)溫度變化的敏感度更小。

鏡通常是高反射率鏡，各自在朝向腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的表面上(對(duì)于某些波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍)具有大約99％或更高的反射率。在某些方面，鏡的反射率大約大于99.9％甚或99.99％。附加安裝部件由相同或不同于鏡元件的材料制成。

鏡和/或腔體結(jié)構(gòu)的額外可用材料包括康寧公司7972二氧化鈦硅酸鹽玻璃以及肖特公司zerodur玻璃陶瓷。

圖1示出了實(shí)施例的示范性腔增強(qiáng)光學(xué)光譜(ceos)系統(tǒng)10。根據(jù)一實(shí)施例，ceos系統(tǒng)10包括雙頻激光器、測(cè)量空氣中的示蹤氣體的單個(gè)諧振腔結(jié)構(gòu)。ceos系統(tǒng)10特別地用于測(cè)量多種，例如3種不同的示蹤氣體。諧振腔20和高反射率鏡25由相同的材料(例如石英玻璃)制成。使用了石英玻璃的設(shè)計(jì)在原型中實(shí)施成功。在某些實(shí)施例中，至少一個(gè)折疊式鏡和/或至少一個(gè)光學(xué)射束成形元件可以由與鏡和腔相同的材料(或者具有相近熱膨脹特性的材料)制成，例如石英玻璃。

ceos系統(tǒng)10包括第一光源12和第二光源14，各自發(fā)射連續(xù)的相干光波，例如連續(xù)的激光光波，還包括光學(xué)腔20。設(shè)置檢測(cè)器系統(tǒng)(包括一個(gè)或多個(gè)光電探測(cè)器“pd”)，其設(shè)置為測(cè)量腔內(nèi)的吸收作用、以及吸收系數(shù)、還有入射光和/或反射光的其他特性。在一實(shí)施例中，檢測(cè)器系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器(pd)，其設(shè)置為測(cè)量從一個(gè)或多個(gè)腔鏡中射出的光信號(hào)。如圖所示，腔20是由腔耦合鏡25以及鏡26和27所定義的v型腔。一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件(m)設(shè)置為協(xié)助導(dǎo)向，并模態(tài)匹配從源12和14通過腔耦合鏡25到光學(xué)腔20的鐳射光?？砂蛇x的光束分裂元件(bs)。在一實(shí)施例中，腔耦合鏡25布置為相對(duì)一個(gè)或兩個(gè)入射源成某一角度。來自各個(gè)源的入射光部分通過鏡25進(jìn)入腔20。根據(jù)入射光的頻率和腔20的光程長(zhǎng)(例如從鏡27到鏡25到鏡26的光程長(zhǎng))，通過腔20內(nèi)的光可得到增強(qiáng)并且在一個(gè)或多個(gè)諧振腔模式下諧振(腔諧振的頻率均勻地分開；公知的是腔的fsr或自由光譜范圍)。通過腔20內(nèi)的鏡27、25和26的腔內(nèi)光，其一小部分通過鏡27以及鏡26和25射出或逸出，這是由它們的透射率確定的。逸光鏡25由各種鏡(m)和其他光學(xué)元件控制，傳遞回源12和14，以作為光學(xué)反饋。在某些方面，回到源的光可穿過可選的相位控制和/或衰減元件，這為由腔20向源12和14提供的光學(xué)反饋方便地提供了相位和/或強(qiáng)度控制?？捎玫南辔豢刂坪?或衰減元件示例可包括電光調(diào)制器，其對(duì)光的相位和衰減元件施加調(diào)制，衰減元件例如是法拉第旋轉(zhuǎn)器。

可選的外罩或外殼(未示出)為外殼內(nèi)的部件提供氣密性密封，部件例如是腔20、激光源12和14以及各種光學(xué)鏡元件，由此允許控制外殼內(nèi)以及腔20內(nèi)的環(huán)境。被圍蔽的腔適宜于某些應(yīng)用。可選的外罩可由任意合適的、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的材料制成，例如金屬或合金、或塑料。

在某些實(shí)施例中，ceos系統(tǒng)10還包括設(shè)置為測(cè)量腔20內(nèi)氣體溫度的溫度傳感器，以及設(shè)置為測(cè)量腔20內(nèi)壓力的壓力傳感器。需要注意的是，可以使用多于一個(gè)溫度傳感器和多于一個(gè)壓力傳感器。例如，單個(gè)溫度傳感器可用于確定腔內(nèi)部的溫度、或氣體流經(jīng)腔處的溫度，例如，兩個(gè)溫度傳感器可用于確定氣體流入端和氣體排出端的溫度，由此確定腔內(nèi)氣體溫度。在某些實(shí)施例中，使用溫度控制元件和壓力控制元件來控制腔內(nèi)氣體的溫度和壓力?？刂骗h(huán)境條件，例如溫度和/或壓力，可用于協(xié)助提高信號(hào)分辨率和snr。

根據(jù)一實(shí)施例，圖2示出了ceos系統(tǒng)110，其包括單個(gè)激光器、測(cè)量空氣中的示蹤氣體的單個(gè)諧振腔結(jié)構(gòu)。ceos系統(tǒng)110特別地用于測(cè)量?jī)煞N示蹤氣體。ceos系統(tǒng)110近似于ceos10，但是其包括單個(gè)光源112，其發(fā)射連續(xù)的相干光波，例如連續(xù)的激光光波，還包括光學(xué)腔120。設(shè)置檢測(cè)器系統(tǒng)(未示出)，其設(shè)置為測(cè)量腔內(nèi)的吸收作用、以及吸收系數(shù)、還有入射光和/或反射光的其他特性。在一實(shí)施例中，檢測(cè)器系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器，其設(shè)置為測(cè)量從一個(gè)或多個(gè)腔鏡中射出的光學(xué)信號(hào)。如圖所示，腔20是由腔耦合鏡125以及鏡126和127所定義的v型腔。一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件，例如折疊式鏡或?qū)хR(m)和/或透鏡元件設(shè)置為協(xié)助導(dǎo)向，并模態(tài)匹配從源112通過腔耦合鏡125到光學(xué)腔120的鐳射光?？砂蛇x的光束分裂元件(bs)。根據(jù)入射光的頻率和腔120的光程長(zhǎng)(例如從鏡127到鏡125到鏡126的光程長(zhǎng))，通過腔120內(nèi)的光可得到增強(qiáng)并且在一個(gè)或多個(gè)諧振腔模式下諧振(腔諧振的頻率均勻地分開；公知的是腔的fsr或自由光譜范圍)。通過腔120內(nèi)的鏡127、125和126的腔內(nèi)光，其一小部分通過鏡127以及鏡126和125射出或逸出，這是由它們的透射率確定的。逸光鏡125由各種鏡(m)和其他光學(xué)元件控制，傳遞回源112，以作為光學(xué)反饋。在某些方面，回到源的光可穿過可選的相位控制和/或衰減元件，這為由腔20向源112提供的光學(xué)反饋方便地提供了相位和/或強(qiáng)度控制?？捎玫南辔豢刂坪?或衰減元件示例可包括電光調(diào)制器，其對(duì)光的相位和衰減元件施加調(diào)制，衰減元件例如是法拉第旋轉(zhuǎn)器。

諧振腔120和高反射率鏡125、126和127由相同的材料(例如石英玻璃)制成。使用了石英玻璃的設(shè)計(jì)在原型中實(shí)施成功。在某些實(shí)施例中，至少一個(gè)折疊式鏡和/或至少一個(gè)光學(xué)射束成形元件可以由與鏡和腔相同的材料(或者具有相近熱膨脹特性的材料)制成，例如石英玻璃。

可選的外罩或外殼(未示出)為外殼內(nèi)的部件提供氣密性密封，部件例如是腔120、激光源112以及各種光學(xué)元件，由此允許控制外殼內(nèi)以及腔120內(nèi)的環(huán)境。被圍蔽的腔適宜于某些應(yīng)用。

在某些實(shí)施例中，如前文對(duì)圖1所述，系統(tǒng)110還包括設(shè)置為測(cè)量腔120內(nèi)氣體溫度的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器，以及設(shè)置為測(cè)量腔120內(nèi)壓力一個(gè)或多個(gè)的壓力傳感器。ceos系統(tǒng)110還可包括如前文對(duì)圖1所述的溫度和/或壓力控制元件。

在某些方面，每個(gè)源(例如112或12和14)包括激光或其他相干光源，它們對(duì)光學(xué)反饋敏感或響應(yīng)光學(xué)反饋，并發(fā)出所需波長(zhǎng)或所需波長(zhǎng)范圍的輻射。一種可用的激光是半導(dǎo)體二極管激光器，它對(duì)從腔耦合鏡(例如25或125)照射到激光器上的光學(xué)反饋敏感。其他激光源可包括二極管激光器、量子級(jí)聯(lián)激光器和固態(tài)激光器。限定了腔的鏡，其反射率確定光學(xué)反饋強(qiáng)度。美國(guó)專利us8,659,758公開了基于腔增強(qiáng)光譜系統(tǒng)的激光器，其包括鏡優(yōu)化技術(shù)，通過引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文。需要注意的是，激光進(jìn)入腔所經(jīng)過的腔耦合鏡(例如25、125)，其功率反射系數(shù)r1接近但小于1，使得數(shù)量t＝1-r1的范圍為從10^-1到10^-5。其他腔鏡的功率反射率r2應(yīng)該等于或小于r1。這種高反射率鏡肯定會(huì)具有一些殘留透射，即使它可低至若干ppm。

在某些方面，每個(gè)源能夠進(jìn)行頻率掃描，例如激光器的平均光頻可在某一頻率范圍上調(diào)節(jié)或調(diào)諧。眾所周知這可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)，例如通過調(diào)節(jié)施加至二極管激光器的電流，并且/或者調(diào)節(jié)激光器介質(zhì)的溫度。在某些方面，腔(20或120)還能夠進(jìn)行頻率掃描，例如通過改變或調(diào)節(jié)腔的光程長(zhǎng)，由此可在某一頻率范圍上調(diào)節(jié)腔諧振峰值的光頻。腔光程長(zhǎng)的調(diào)節(jié)可包括(例如使用壓電元件)調(diào)節(jié)一塊或多塊腔鏡的相對(duì)位置，并且/或者調(diào)節(jié)腔內(nèi)介質(zhì)的壓力。提供智能模塊或控制模塊，例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、處理器、asic或其他控制電路，以使能源頻率調(diào)諧或掃描和/或腔光程長(zhǎng)調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制。

在某些實(shí)施例中，ceos系統(tǒng)(10或110)用于檢測(cè)存在于腔內(nèi)的混合氣體中的示蹤氣體。當(dāng)由源發(fā)射的入射光頻率接近其中一個(gè)諧振腔模式的頻率時(shí)，進(jìn)入該腔的入射光開始將該腔充滿該模態(tài)，并可鎖定在該諧振腔模式。當(dāng)入射光的光頻率與腔模式傳輸峰值一致時(shí)，在諧振腔內(nèi)通過的光，其光強(qiáng)反映此時(shí)的腔總損失。腔總損失是腔鏡損失以及由腔內(nèi)介質(zhì)吸收作用引起的損失的總和，腔內(nèi)介質(zhì)吸收作用例如是存在于腔內(nèi)的氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)吸收被分析物種類的吸收作用。本文實(shí)施例可檢測(cè)到的這些種類的示例包括h2o、n2o、no、no2、co2、ch4、各種氫、碳、氮和氧同位素、以及許多其他種類。

在各個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器系統(tǒng)設(shè)置為取得測(cè)量值，例如根據(jù)測(cè)量存在和不存在吸收種類的腔內(nèi)光功率，由此可確定吸收系數(shù)。例如，通過腔內(nèi)的功率(pcirc)由等式ptransm＝pcirc*t來確定，其中t是光從其逸出的鏡透射率，而ptransm是檢測(cè)器檢測(cè)到的功率。例如，檢測(cè)器或檢測(cè)元件可靠近鏡元件27或127。需要注意的是，可額外地或可選地布置檢測(cè)元件，以檢測(cè)并測(cè)量從鏡元件26或126和/或鏡元件25或125逸出的光(例如由分束器(bs)的背面來反射)。而且，檢測(cè)元件可布置在腔內(nèi)部，并設(shè)置為測(cè)量腔內(nèi)光功率。在某些實(shí)施例中，每個(gè)檢測(cè)器元件包括光電探測(cè)器，例如光電二極管，以及相關(guān)的電子器件，用于檢測(cè)光并輸出表示檢測(cè)到的光的信號(hào)。光電探測(cè)器的可用示例可包括硅、銦鎵砷、鍺或gap基光電探測(cè)器。其他可用探測(cè)器包括ccd、光電倍增管等。智能模塊(例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、處理器、asic或其他控制電路；未示出)接收探測(cè)器輸出信號(hào)并處理這些信號(hào)，以根據(jù)所用方法論產(chǎn)生或生成表征腔損失的信號(hào)，例如pas、自然衰減率、相位移、直接吸收等等。例如，美國(guó)專利us8,659,759公開了基于激光的腔增強(qiáng)光譜系統(tǒng)，其包括產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的技術(shù)，該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是腔總損失的線性函數(shù)，并且對(duì)激光腔耦合不敏感，通過引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文。

此外，如上所述，可使用其他檢測(cè)方法，例如，腔衰蕩光譜法或腔增強(qiáng)光聲光譜(pas)方法(參見美國(guó)專利us8,327,686，通過引用將其內(nèi)容并入本文)。檢測(cè)器系統(tǒng)所得測(cè)量值用于確定存在于腔內(nèi)的任意氣體種類或同位素的吸收系數(shù)。對(duì)于crds測(cè)量，測(cè)量衰蕩的衰減時(shí)間，并用于確定吸收系數(shù)。

圖3和4示出了不同實(shí)施例的帶有4塊鏡的裝置結(jié)構(gòu)。圖3和4的ceos系統(tǒng)以及腔的各個(gè)部件和運(yùn)行原理近似于關(guān)于圖1和2的上述部件和運(yùn)行原理，然而此處提供了額外的鏡元件。例如在圖3中，提供了額外的鏡元件，并提供了線性腔的兩臂。類似地在圖4中，提供了額外的鏡元件，并提供了雙重v型腔。在圖3和4中，諧振腔和高反射率鏡由相同的材料(例如石英玻璃)制成，或者由熱膨脹系數(shù)相同或相近的材料制成。在某些實(shí)施例中，每個(gè)ceos系統(tǒng)的附加部件，例如至少一個(gè)折疊式鏡和/或至少一個(gè)光學(xué)射束成形元件可以由與鏡和腔相同的材料(或者具有相近熱膨脹特性的材料)制成，例如石英玻璃。

也可以參照美國(guó)專利us8,659,758、us8,659,759、us8,885,167和us8,665,442，由此各自通過引用并入本文以作各種用途，對(duì)于氣體分析儀系統(tǒng)和應(yīng)用，本文的實(shí)施例是可用的。

由此，通過引用合并本文引用的所有參照，包括出版物、專利公布文本、以及專利，其合并的程度就如單獨(dú)并具體地指明每個(gè)參照，以通過引用來合并，并且在本文中呈現(xiàn)其全部?jī)?nèi)容。

所用術(shù)語“一”和“某一”和“該”和“至少一個(gè)”以及描述所公開主題的語境中類似的參照物(特別是下列權(quán)利要求的語境中)應(yīng)解釋為同時(shí)覆蓋單個(gè)和多個(gè)，除非本文另有指明或根據(jù)語境明顯矛盾。所用術(shù)語“至少一個(gè)”之后伴隨有一系列的一個(gè)或多個(gè)物品(例如“至少一個(gè)a和b”)應(yīng)解釋為從所列物品(a或b)或者兩個(gè)或多個(gè)所列物品的任意組合(a和b)中選擇一個(gè)物品，除非本文另有指明或根據(jù)語境明顯矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“其包括”、以及“包含”應(yīng)理解為開放式術(shù)語(即意味著“包括，但不限于”)，除非另有注釋。本文的范圍值表述僅旨在用作單獨(dú)涉及落在該范圍內(nèi)的各個(gè)獨(dú)立值的速記法，除非本文另有指明，并且各個(gè)獨(dú)立值引入到說明書的程度就像是它是本文單獨(dú)敘述的一樣。本文所述的所有方法可以按任意合適的順序執(zhí)行，除非本文另有指明或根據(jù)語境明顯矛盾。本文提供的所用任意或所有示例、或示例語句(如“例如”)僅旨在更好地說明所公開的主題，而不是為本發(fā)明的范圍設(shè)置限制，除非另有聲明。說明書的語句不應(yīng)理解為將任一未要求保護(hù)的元件指定為本發(fā)明的實(shí)施關(guān)鍵。

本文描述的是部分實(shí)施例。根據(jù)閱讀上文的描述，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，這些實(shí)施例的變體變得顯而易見。發(fā)明人預(yù)期熟練工匠可適當(dāng)采用這些變體，并且發(fā)明人旨在提供待實(shí)施的實(shí)施例，而不是本文具體描述的實(shí)施例。相應(yīng)地，根據(jù)適用法，本文包括本發(fā)明所附權(quán)利要求中所記載的主題的所有修改和等同形式。而且，上述元件其所有可行變體的任意組合已被本文所囊括，除非本文另有指明或根據(jù)語境明顯矛盾。