CN117046414A - 一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及次氯酸钠发生器控制领域，尤其涉及一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，包括：发生单元，用以通过电解预处理完成的海水生成次氯酸钠溶液；排气单元，用以通过离心旋转次氯酸钠溶液排出次氯酸钠溶液中的氢气；数据采集单元，用以采集需求信息；数据分析单元，用以根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；第一处理单元，用以在发生单元采用第二工作方式时，根据目标生物附着程度调节药剂投放速率；第二处理单元，用以在发生单元采用第一工作方式时，根据目标生物附着程度的增幅点数量确定是否调节发生单元的工作参数，提高了次氯酸钠发生器控制效率。
Description
技术领域
本发明涉及次氯酸钠发生器控制领域，尤其涉及一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器。
背景技术
随着科学技术的进步，海洋资源利用技术逐渐发达，一些海水利用装置需要通过电潜泵将海水提升到平台上来，但是海下吸水处常常会附着或漂浮大量的水生物，从而堵塞或破坏海水吸入口，影响海水利用装置的正常使用，针对该种情况，由于次氯酸钠具有氧化和消毒的特性，其常用于海洋附着生物的去除，但是如何根据实际去除情况对次氯酸钠发生器进行有效的控制是技术人员亟待解决的问题。
中国专利公开号CN114959745A公布了一种FPSO防海洋生物系统，包括：次氯酸发生器、防腐蚀的出水管路；所述次氯酸发生器的出水端与所述出水管路的第一端连通，所述出水管路的第二端与海水用户设备的进水端连通；所述次氯酸发生器用于将海水电解生成次氯酸钠；所述出水管路用于将所述次氯酸钠混合海水传输至所述海水用户设备。另外，中国专利公开号CN115195962B公布了一种基于海洋光学的防生物附着装置，包括：安装架和检测系统等；安装架内部连接有两个检测系统，并且两个检测系统呈环形阵列分布。本发明实现了通过防水摄像头对海洋浮标底座的外表面检测，防水摄像头检测完成后，往上移动复位时，再通过毛刷环对防水摄像头进行刷洗，将防水摄像头在海水中附着的污渍刷除，接着通过四个海绵将防水摄像头上残留的水擦干。由此可见，上述技术方案公布了利用次氯酸钠进行海洋生物去除的技术方案以及设备表面的海洋生物的检测的技术方案，但是存在以下问题：无法根据实际海洋生物附着程度以及海洋生物清除程度对应设置次氯酸钠发生器，从而导致次氯酸钠发生器的工作效率差的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，用以克服现有技术中无法根据实际海洋生物附着程度以及海洋生物清除程度对应设置次氯酸钠发生器，从而导致次氯酸钠发生器的工作效率差的问题。
为此，本发明提供一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，包括：
发生单元，用以通过电解预处理完成的海水生成次氯酸钠溶液；
排气单元，其与所述发生单元相连，用以通过离心旋转次氯酸钠溶液排出次氯酸钠溶液中的氢气，排氢完成的次氯酸钠溶液通过管道传送至发生单元的储存组件中；
数据采集单元，其与目标设备相连，用以采集需求信息；
数据分析单元，其与所述发生单元、所述排气单元以及所述数据采集单元相连，用以根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；
第一处理单元，其与所述发生单元、所述排气单元、所述数据分析单元以及所述数据采集单元相连，用以在发生单元采用第二工作方式时，根据目标生物附着程度调节药剂投放速率，并且根据目标生物消除量针对药剂投放次数以及排气单元的功率进行调节；
第二处理单元，其与所述发生单元、所述数据分析单元以及所述数据采集单元相连，用以在发生单元采用第一工作方式时，根据目标生物附着程度的增幅点数量确定是否调节发生单元的工作参数，包括模式切换时长、切换浓度差值以及切换浓度次数；
其中，需求信息为目标设备的目标生物附着程度。
进一步地，所述数据分析单元在第一数据分析条件下根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；
若目标生物附着程度处于第一预设附着程度范围，所述数据分析单元判定采用第一工作方式；
若目标生物附着程度处于第二预设附着程度范围，所述数据分析单元判定采用第二工作方式；
其中，所述第一数据分析条件为单个检测周期结束，所述第一工作方式为发生单元的药剂投放速率为预设药剂投放速率且周期性地监测目标生物附着程度；所述第二工作方式为发生单元的药剂投放速率根据目标生物附着程度进行调节。
进一步地，所述第一处理单元在第一控制调节条件下根据目标生物附着程度对药剂投放速率进行增大，
所述药剂投放速率的增大量与所述目标生物附着程度为正相关关系；
其中，所述第一控制调节条件为目标生物附着程度处于第二预设附着程度范围。
进一步地，所述第一处理单元在第二控制调节条件下根据目标生物消除量针对药剂投放次数进行调节；
若目标生物消除量小于预设目标生物消除量，所述第一处理单元判定针对药剂投放次数进行增大调节；
其中，所述第二控制调节条件为药剂投放速率的增大量确定完成且单个清除周期结束。
进一步地，所述第一处理单元在第三控制调节条件下根据目标生物消除量针对排气单元的功率进行调节，所述排气单元的功率与所述目标生物消除量为负相关关系；
其中，所述第三控制调节条件为目标生物消除量小于预设目标生物消除量。
进一步地，所述第二处理单元在第四控制调节条件下根据目标生物附着程度的增幅点数量并根据增幅点数量确定是否对发生单元的工作参数进行调节，
若增幅点数量处于第一预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定无需对发生单元的工作参数进行调节；
若增幅点数量处于第二预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定对模式切换时长进行减小调节；
若增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定对切换浓度差值以及切换浓度次数进行调节；
其中，所述第四控制调节条件为目标生物附着程度处于第一预设附着程度范围。
进一步地，所述第二处理单元在第五控制调节条件下根据增幅点数量对模式切换时长进行调节；
所述增幅点数量与所述模式切换时长为负相关关系；
其中，所述第五控制调节条件为增幅点数量处于第二预设增幅点数量范围。
进一步地，所述第二处理单元在第六控制调节条件下根据在目标生物附着程度的最大增幅值确定切换浓度差值，
所述最大增幅值与所述切换浓度差值为正相关关系；
其中，所述第六控制调节条件为所述增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围。
进一步地，若最大增幅值大于预设最大增幅值，所述第二处理单元计算最大增幅值与预设最大增幅值的增幅差值，并根据增幅差值针对切换浓度次数进行增大调节，所述切换浓度次数的增大量与所述增幅差值为正相关关系。
进一步地，若增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围，模式切换时长设置为最小模式切换时长、切换浓度差值设置为最大切换浓度差值并且切换浓度次数设置为最大切换浓度次数。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明技术方案中，通过次氯酸钠的次氯酸钠具有的氧化和消毒的特性针对进行海洋附着生物去除，避免了海洋生物附着在目标设备导致目标设备故障，并且，数据分析单元，其与所述数据采集单元相连，用以根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式，避免了单一工作方式下能源的浪费，并且，在发生单元采用第二工作方式时，根据目标生物附着程度调节药剂投放速率，并且根据目标生物消除量针对药剂投放次数以及排气单元的功率进行调节，进一步保证了生成的次氯酸钠溶液满足清除目标生物的浓度需求，而且，在发生单元采用第一工作方式时，根据目标生物附着程度的增幅点数量确定是否调节发生单元的工作参数，使得发生单元的工作参数更加符合实际工作场景，避免了现有技术中无法根据实际海洋生物附着程度以及海洋生物清除程度对应设置次氯酸钠发生器，从而导致次氯酸钠发生器的工作效率差的问题
附图说明
图1为本发明实施例带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器的单元连接图；
图2为本发明实施例排气单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器的单元连接图，一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，包括：
发生单元，用以通过电解预处理完成的海水生成次氯酸钠溶液；
排气单元，其与所述发生单元相连，用以通过离心旋转次氯酸钠溶液排出次氯酸钠溶液中的氢气，排氢完成的次氯酸钠溶液通过管道传送至发生单元的储存组件中；
数据采集单元，其与目标设备相连，用以采集需求信息；
数据分析单元，其与所述发生单元、所述排气单元以及所述数据采集单元相连，用以根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；
第一处理单元，其与所述发生单元、所述排气单元、所述数据分析单元以及所述数据采集单元相连，用以在发生单元采用第二工作方式时，根据目标生物附着程度调节药剂投放速率，并且根据目标生物消除量针对药剂投放次数以及排气单元的功率进行调节；
第二处理单元，其与所述发生单元、所述数据分析单元以及所述数据采集单元相连，用以在发生单元采用第一工作方式时，根据目标生物附着程度的增幅点数量确定是否调节发生单元的工作参数，包括模式切换时长、切换浓度差值以及切换浓度次数；
其中，需求信息为目标设备的目标生物附着程度。
具体而言，所述储存组件通过供给装置为目标设备提供次氯酸钠溶液，通过次氯酸钠溶液，破坏目标盘设备表面附着的海洋生物的酶系统，从而达到治理附着生物的目的，所述供给装置可采用喷射器，喷射器与储存组件通过带有阀门的管道相连，用以向目标设备表面喷射次氯酸钠溶液，所述目标设备为需要防治表面附着海洋生物且需要吸取海水进行利用的设备的海水吸取口。
具体而言，所述数据分析单元在第一数据分析条件下根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；
若目标生物附着程度处于第一预设附着程度范围，所述数据分析单元判定采用第一工作方式；
若目标生物附着程度处于第二预设附着程度范围，所述数据分析单元判定采用第二工作方式；
其中，所述第一数据分析条件为单个检测周期结束，所述第一工作方式为发生单元的药剂投放速率为预设药剂投放速率且周期性地监测目标生物附着程度；所述第二工作方式为发生单元的药剂投放速率根据目标生物附着程度进行调节。
具体而言，所述目标生物附着程度为检测到的目标设备表面的目标生物的附着面积，目标生物包括但不限于藤壶、螺类和贻贝等可以附着于目标设备表面的海洋生物，目标生物附着程度可以通过高分辨率成像技术进行检测，提供一种检测装置，即激光共聚焦显微镜，用以对水下设备表面的生物附着进行图像信息采集，从而获取目标设备表面的目标生物的附着面积。此为本领域技术人员易理解的内容，在此不做赘述。
具体而言，所述预设附着程度范围的取值，用户能够提取未开启发生单元时的目标设备的历史使用记录，提取历史使用记录中目标设备海水吸取口流速满足用户需求时对应的目标生物附着程度，记为预设目标生物附着程度，所述第一预设附着程度范围内的数值均小于所述预设目标生物附着程度，所述第二预设附着程度范围内的数值均大于或等于所述预设目标生物附着程度。
具体而言，所述第一处理单元在第一控制调节条件下根据目标生物附着程度对药剂投放速率进行增大，
所述药剂投放速率的增大量与所述目标生物附着程度为正相关关系；
其中，所述第一控制调节条件为目标生物附着程度处于第二预设附着程度范围。
具体而言，药剂投放速率为单位时间内发生单元投放的药剂量，所述药剂为氯化钠，本领域技术人员已知的是，在电解海水制备次氯酸钠的装置中，向电解槽中添加药剂，用以促进次氯酸钠的生成。
具体而言，所述第一处理单元在第二控制调节条件下根据目标生物消除量针对药剂投放次数进行调节；
若目标生物消除量小于预设目标生物消除量，所述第一处理单元判定针对药剂投放次数进行增大调节；
其中，所述第二控制调节条件为药剂投放速率的增大量确定完成且单个清除周期结束。
具体而言，所述目标生物消除量为药剂投放速率调节前目标生物附着程度减去药剂投放速率调节对应的增大量且单个清除周期结束时目标生物附着程度所得的差值，所述预设目标生物消除量的取值为药剂投放速率调节前目标生物附着程度的30％。
具体而言，所述第一处理单元在第三控制调节条件下根据目标生物消除量针对排气单元的功率进行调节，所述排气单元的功率与所述目标生物消除量为负相关关系；
其中，所述第三控制调节条件为目标生物消除量小于预设目标生物消除量。
具体而言，如果不排除氢气并允许其在次氯酸钠溶液中积聚，可能会导致次氯酸钠溶液的浓度降低，因为氢气在溶液中溶解后可以发生反应，从而降低次氯酸钠的含量，排气单元的功率为排气单元的排气组件的运行功率，排气组件可以采用但是不限于气泵。
请参阅图2所示，其为本发明实施例排气单元的结构示意图，图中：1，进液管道；2，壳体；3，驱风扇；4，驱液扇；5，中心柱；6，出风口；7，出液口；
所述排气单元包括：
壳体2，其与进液管道相连1，所述进液管道1通有发生单元制备完成次氯酸钠的溶液；
中心柱5，其设置于壳体2内部中心，所述中心柱5为空心圆柱体结构；
驱风扇3，其设置于所述中心柱5上，用以通过旋转促进氢气溢出；
驱液扇4，其设置于所述中心柱5上并位于所述驱风扇3下方，用以通过次氯酸钠溶液的冲击进行旋转以加大次氯酸钠溶液的流动；
出风口6，其设置于壳体2顶端，用以排出氢气；
出液口7，其设置于壳体2底端，用以排出次氯酸钠溶液。
排气单元的功率为驱风扇3的驱动电机的转速。
请继续参阅图1所示，
所述第二处理单元在第四控制调节条件下根据目标生物附着程度的增幅点数量并根据增幅点数量确定是否对发生单元的工作参数进行调节，
若增幅点数量处于第一预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定无需对发生单元的工作参数进行调节；
若增幅点数量处于第二预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定对模式切换时长进行减小调节；
若增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定对切换浓度差值以及切换浓度次数进行调节；
其中，所述第四控制调节条件为目标生物附着程度处于第一预设附着程度范围。
具体而言，发生单元中供给装置还连接有清水装置，用以通过清水与次氯酸钠溶液进行配比混合形成清理溶液，第一工作方式中，第二处理单元控制发生单元配比预设最小浓度的清理溶液，且每经过模式切换时长则调节清理溶液中的次氯酸钠溶液的浓度，其中，当浓度调节次数达到切换浓度次数时则重新控制发生单元配比预设最小浓度的清理溶液并重复上述步骤；所述切换浓度差值为单次调节清理溶液中的次氯酸钠溶液的浓度时，清理溶液中的次氯酸钠溶液的浓度的增加量；所述预设最小浓度通过实验获得，即用户能够采用不同浓度的清理溶液对目标设备表面的海洋生物进行清除，把满足用户需求的清理溶液中的最小浓度记为预设最小浓度。
具体而言，第一工作方式中，数据采集单元每个监测周期开始时，中间时长时以及结束时均记录一次目标生物附着程度，所述增幅点数量为10个监测周期结束时，计算记录到的所有的目标生物附着程度的平均值，并将大于该平均值的目标生物附着程度记为增幅点，提供一种所述预设增幅点数量范围的取值，其与监测周期的时长以及区域内海洋生物数量有关，监测周期越长，增幅点数量越大，设定监测周期为12h，第一预设增幅点数量范围为[0,4)，第二预设增幅点数量范围为[4,8)，第三预设增幅点数量范围内的数值均大于等于12，单位为个。
具体而言，所述第二处理单元在第五控制调节条件下根据增幅点数量对模式切换时长进行调节；
所述增幅点数量与所述模式切换时长为负相关关系；
其中，所述第五控制调节条件为增幅点数量处于第二预设增幅点数量范围。
具体而言，所述第二处理单元在第六控制调节条件下根据在目标生物附着程度的最大增幅值确定切换浓度差值，
所述最大增幅值与所述切换浓度差值为正相关关系；
其中，所述第六控制调节条件为所述增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围。
具体而言，所述最大增幅值为最近10个监测周期中检测到的目标生物附着程度的最大值减去目标生物附着程度的最小值所得的数值。
具体而言，海洋生物对次氯酸钠的适应性是一个逐渐发展的过程，当附着生物长期接触到相同浓度的次氯酸钠时，它们可能会逐渐适应并发展出对于该浓度的耐受性，因此需要调节清理溶液中次氯酸钠溶液的浓度，进而提高海洋生物的清除效果。
具体而言，若最大增幅值大于预设最大增幅值，所述第二处理单元计算最大增幅值与预设最大增幅值的增幅差值，并根据增幅差值针对切换浓度次数进行增大调节，所述切换浓度次数的增大量与所述增幅差值为正相关关系。
具体而言，若增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围，模式切换时长设置为最小模式切换时长、切换浓度差值设置为最大切换浓度差值并且切换浓度次数设置为最大切换浓度次数。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，包括：
发生单元，用以通过电解预处理完成的海水生成次氯酸钠溶液；
排气单元，其与所述发生单元相连，用以通过离心旋转次氯酸钠溶液排出次氯酸钠溶液中的氢气，排氢完成的次氯酸钠溶液通过管道传送至发生单元的储存组件中；
数据采集单元，其与目标设备相连，用以采集需求信息；
数据分析单元，其与所述数据采集单元相连，用以根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；
第一处理单元，其与所述发生单元、所述排气单元、所述数据分析单元以及所述数据采集单元相连，用以在发生单元采用第二工作方式时，根据目标生物附着程度调节药剂投放速率，并且根据目标生物消除量针对药剂投放次数以及排气单元的功率进行调节；
第二处理单元，其与所述发生单元、所述数据分析单元以及所述数据采集单元相连，用以在发生单元采用第一工作方式时，根据目标生物附着程度的增幅点数量确定是否调节发生单元的工作参数，包括模式切换时长、切换浓度差值以及切换浓度次数；
其中，需求信息为目标设备的目标生物附着程度。
2.根据权利要求1所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述数据分析单元在第一数据分析条件下根据数据采集单元检测到的目标生物附着程度确定是否发生单元的工作方式；
若目标生物附着程度处于第一预设附着程度范围，所述数据分析单元判定采用第一工作方式；
若目标生物附着程度处于第二预设附着程度范围，所述数据分析单元判定采用第二工作方式；
其中，所述第一数据分析条件为单个检测周期结束，所述第一工作方式为发生单元的药剂投放速率为预设药剂投放速率周期性地监测目标生物附着程度；所述第二工作方式为发生单元的药剂投放速率根据目标生物附着程度进行调节。
3.根据权利要求2所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述第一处理单元在第一控制调节条件下根据目标生物附着程度对药剂投放速率进行增大，
所述药剂投放速率的增大量与所述目标生物附着程度为正相关关系；
其中，所述第一控制调节条件为目标生物附着程度处于第二预设附着程度范围。
4.根据权利要求3所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述第一处理单元在第二控制调节条件下根据目标生物消除量针对药剂投放次数进行调节；
若目标生物消除量小于预设目标生物消除量，所述第一处理单元判定针对药剂投放次数进行增大调节；
其中，所述第二控制调节条件为药剂投放速率的增大量确定完成且单个清除周期结束。
5.根据权利要求4所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述第一处理单元在第三控制调节条件下根据目标生物消除量针对排气单元的功率进行调节，所述排气单元的功率与所述目标生物消除量为负相关关系；
其中，所述第三控制调节条件为目标生物消除量小于预设目标生物消除量。
6.根据权利要求5所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述第二处理单元在第四控制调节条件下根据目标生物附着程度的增幅点数量并根据增幅点数量确定是否对发生单元的工作参数进行调节，
若增幅点数量处于第一预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定无需对发生单元的工作参数进行调节；
若增幅点数量处于第二预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定对模式切换时长进行减小调节；
若增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围，所述第二处理单元判定对切换浓度差值以及切换浓度次数进行调节；
其中，所述第四控制调节条件为目标生物附着程度处于第一预设附着程度范围。
7.根据权利要求6所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述第二处理单元在第五控制调节条件下根据增幅点数量对模式切换时长进行调节；
所述增幅点数量与所述模式切换时长为负相关关系；
其中，所述第五控制调节条件为增幅点数量处于第二预设增幅点数量范围。
8.根据权利要求7所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述第二处理单元在第六控制调节条件下根据在目标生物附着程度的最大增幅值确定切换浓度差值，
所述最大增幅值与所述切换浓度差值为正相关关系；
其中，所述第六控制调节条件为所述增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围。
9.根据权利要求8所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，若最大增幅值大于预设最大增幅值，所述第二处理单元计算最大增幅值与预设最大增幅值的增幅差值，并根据增幅差值针对切换浓度次数进行增大调节，所述切换浓度次数的增大量与所述增幅差值为正相关关系。
10.根据权利要求9所述的带有自动排氢功能的次氯酸钠发生器，其特征在于，若增幅点数量处于第三预设增幅点数量范围，模式切换时长设置为最小模式切换时长、切换浓度差值设置为最大切换浓度差值并且切换浓度次数设置为最大切换浓度次数。
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- 2023-09-12 CN CN202311172781.8A patent/CN117046414B/zh active Active
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