和航科技取得隧道电缆火灾监控装置及预警方法专利 能够对隧道电缆启动实时的监测 防止火灾以及降低损失 (和航科技怎么样?)

专利摘要显示，本发明地下了一种隧道电缆火灾监控装置及预警方法，本发明包括用于失掉电缆与火灾相关的数据参数的信号采集单元、用于接纳信号采集单元的数据参数并处置的中央处置单元和接纳中央处置单元的命令信号并输入的输入单元，本发明能够对隧道电缆启动实时的监测，失掉与出现火灾相关联的数据参数，依据参数的范围来判别火灾出现的或许性以及正在出现火灾，启动延迟预警，从而防止火灾以及降低由于电缆火灾形成的损失；本发明从根源上检测火灾能否出现以及出现的或许性，可从根源上根绝隧道电缆火灾的出现。

纳米资料的研讨最后源于十九世纪六十年代对胶体微粒的研讨，二十世纪六十年代后，研讨人员末尾无看法得经过对金属纳米微粒的制备和研讨来探求纳米体系的微妙。 1984年，德国萨尔布吕肯的格莱特(Gleiter)教授把粒径为6nm的金属铁粉原位加压制成全球上第一块纳米资料，开创纳米资料学之先河。 1990年7月，在美国巴尔的摩召开了第一届国际纳米迷信技术学术会议(Nano- ST)，标志着纳米资料学作为一个相对独立学科的降生。 1990年，美国国际商用机器公司的迷信家应用隧道扫描显微镜上的探针，在镍外表用36个氙原子排出“IBM”三个字母。 迷信家们从这种能操纵单个原子的纳米技术中,看到了设计和制造分子大小的器件的希望。 1993年，中国迷信院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国末尾在国际纳米科技范围占有一席之地。 九十年代以来，准一维纳米资料的研制不时是纳米科技的前沿范围。 1991年1月，日本筑波 NEC实验室的饭岛澄男(S. Iijima)初次用高分辨剖析电镜观察到碳纳米管，这些碳纳米管为多层同轴管，也叫巴基管(Bucky tube)。 2000年10月，美国宾州大学研讨人员在Science上宣布文章称，纳米碳管的质量是相反体积钢的六分之一，却具有超越钢 100倍的强度。 不只具有良好的导电性能, 还是目前最好的导热资料。 纳米碳管优秀的导热性能将使它成为今后计算机芯片的热沉，也可用于发起机、火箭等的各种高温部件的防护资料。 最新的研讨标明，碳纳米管当中的空腔不只可以充任微型试管、模具或模板，而且将第二种物质封存在这个约束空间还会诱导其具有在微观资料中看不到的结构和行为。 计算机模拟显示，封存在碳纳米管中的水能够以新的冰相存在，在适宜的条件下，碳纳米管中液相和固相的清楚界限将会消逝，液体物质将会延续地转变成固体，而不出现清楚的凝结环节。 1993年，美国IBM公司Almaden实验室Bethune等人和Iijima同时报道了观察到单壁碳纳米管(Single- walled Carbon Nanotubes)。 1996年，因发现C60取得诺贝尔奖的斯莫利(Smalley)和他的研讨组分解了成行陈列的单壁碳纳米管束。 同年，中科院物理所解思深研讨员的研讨组用化学气相法制备出面积达3mm×3mm的大面积碳纳米管阵列，它可用作极好的场发射平面显示器件。 他们还于 1998年分解了事先最长的2毫米长度的纤维级碳纳米管。 除了碳纳米管外，科研人员还分解了其他的纳米管资料，如BxCyNz、NiCl2、类酯体、 MCM-41管中管、水铝英石、b-(g-)环糊精纳米管聚群体及定向陈列的氮化硅纳米管等[1]。 准一维纳米资料中除了空心的纳米管以外还有实心的纳米棒、纳米线、量子线。 图1为我们研讨组分解的氧化硅纳米线，直径为5-120nm，从线末梢到根部，长度为10-70mm。 1997年，法国学者 Colliex在应用剖析电弧放电失掉包覆异质纳米壳体的C-BN-C管，由于它的几何结构相似于同轴电缆，直径又为纳米级，故称其为同轴纳米电缆(coaxial nanocable)。 由于同轴纳米电缆具有的共同结构，将在纳米结构器件中占有关键的位置。 1996年，中国科技大学谢毅博士应用苯热分解法制备出产率很高、平均粒度为30nm的氮化镓粉体。 1997年，清华大学范守善教授制备出直径为3-50纳米、长度达微米量级的氮化镓纳米棒，初次把氮化镓制备成一维纳米晶体，提出碳纳米管限制反响的概念。 1999年，他与美国斯坦福大学戴宏杰教授协作，成功硅衬底上碳纳米管阵列的自组织生长。 1997年，美国纽约大学迷信家发现，DNA（脱氧核糖核酸）可用于建造纳米层次上的机械装置。 2000年，美国朗讯公司和英国牛津大学的迷信家用DNA的碱基配对机制制造出了一种每条臂长只要7纳米的纳米级镊子。 1998年，中国科技大学钱逸泰院士的研讨组用催化热解法，从四氯化碳制备出金刚石纳米粉，被国际刊物誉为“稻草变黄金”。 1999年，北京大学电子系薛增泉教授的研讨组在将单壁碳纳米管组装竖立在金属外表，组装出性能良好的扫描隧道显微镜用探针。 同年，中科院金属所成会明博士分解出高质量的碳纳米资料，使我国新型储氢资料研讨跃上全球先进水平。 1999年巴西和美国迷信家用碳纳米管制备了全球上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；不久，德国迷信家研制出称量单个原子重量的“纳米秤”，打破了先前的纪录。 同年，美国迷信家在单个分子上成功无机开关，证明在分子水平上可以开展电子和计算装置。 中科院沈阳金属所的卢柯小组在纳米资料及相关亚稳资料范围取得了突出的效果。 他开展的应用非晶完全晶化制备致密纳米合金的方法已与惰性气体蒸发后原位加压法、高能球磨法成为以后制备金属纳米块材的三种关键方法之一。 他们发现的纳米铜的室温超塑延展性，被评为2000年中国十大科技资讯。 从发现纳米碳管始，迷信家们不时研制出越来越细的纳米碳管。 2000年，解思深组应用常现电弧放电方法制备出内径为 0.5nm的碳纳米管。 同年，香港科技大学的汤子康博士即宣布发现了全球上最细的纯碳纳米碳管¾0.4nm碳管，这一结果已到达碳纳米管的通常极限值。 12月柏林的马克斯—玻恩研讨所研制出1nm直径的薄壁纳米管，创出薄壁纳米管研制的新记载。 2001年终，中国科技大学朱清时院士的研讨组初次直接拍摄到能够分辨出化学键的C60单分子图像，这种单分子直接成像技术为解析分子外部结构提供了有效的手腕，使迷信家可以人工“切割”和重新“组装”化学键，为设计和制备单分子级的纳米器件奠定了基础。 3月，美国佐治亚理工学院留美中国学者王中林教授的研讨组应用高温固体气相法，在全球上初次分解了共同外形且无缺陷的半导体氧化物纳米带状结构。 这是继纳米管、纳米线之后纳米家族参与的新的成员。 它有望处置纳米管在大规模消费时稳如泰山性的疑问，并在纳米物理研讨和纳米器件运行上有关键的作用。 6月，香港科技大学沈平教授的研讨组在单根纯碳纳米碳管中观察到超导特性。 这一观察标明，当纳米碳管细到一定水平时，其资料性质将出现突变。 从运行过去讲，纳米碳管超导性的发现，将有助处置电子在集成半导体器件中传输时的发热疑问。 由上可见，在纳米基础研讨范围，中国并不落后¾自90年代初，科技部、国度自然迷信基金委、中国迷信院等单位就启动了有关纳米资料的攀爬方案、国度重点基础研讨项目等，投入数千万元资金支持纳米基础研讨；中国的纳米迷信家，在国际上取得了一系列令人注目的效果，相继在《Science》、《Nature》等威望杂志上宣布了高水平的论文，使中国在纳米资料基础研讨方面，尤其是纳米结构的控制分解方面，走在比拟前沿的位置，继美、日、德之后，位居全球第四。 但是，在纳米器件上总体来说研讨层次还不是很高，手腕离国外还有很大的差距。 二、 纳米科技的运行 在纳米资料中，由于纳米级尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度等物理特征尺寸相当或更小，使得晶体周期性的边界条件被破坏；纳米微粒的外表层左近的原子密度减小；电子的平均自在程很短，而局域性和相干性增强。 尺寸降低还使纳米体系包括的原子数大大降低，微观固定的准延续能带转变为团圆的能级。 这些造成纳米资料微观的声、光、电、磁、热、力学等的物理效应与惯例资料有所不同，表现为量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应和微观隧道效应等。 目前描画纳米资料中的基本物理效应关键是从金属纳米微粒研讨基础上开展和树立起来的，要准确掌握纳米科技中现象的实质，必要求在通常上成功从延续系统物理学向量子物理学的转变。 当今科技的开展要求资料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性为纳米科技和纳米资料的运行提供了宽广的空间。 美国制定的“国度纳米技术建议”(NNI)中所列纳米迷信与技术触及的范围很普遍，但最基本的有三个，即纳米资料，纳米电子学、光电子学和磁学，纳米医学和生物学。 1 纳米电子学、光电子学和磁学 纳米粒子的微观隧道效应确立了微电子器件微型化的极限。 纳米电子学、光电子学及磁学微电子器件的极限线宽，以硅集成电路而言，普遍以为是70nm左右。 目前国际上最窄线宽已为130nm，在十年以内将到达极限。 假设将硅器件做的更小，电子会隧穿经过绝缘层，形成电路短路。 处置纳米电子电路的思绪目前可分为两类，一类是在光刻法制造的集成电路中应用双光子光束技术中的量子纠缠态，有或许将器件的极限增加至25nm。 另一类是研制新资料取代硅，采用蛋白质二极管，纳米碳管作引线和分子电线。 新概念器件的构成，单原子操纵是关键的方式。 1997年，美国迷信家成功地用单电子移动单电子，这种技术可用于研制速度和存储容量比如今提高上万倍的量子计算机。 2001年7月，荷兰研讨人员制造出在室温下能有效任务的单电子纳米碳管晶体管。 这种晶体管以纳米碳管为基础，依托一个电子来选择“开”和“关”形态，由于它低耗能的特点，将成为分子计算机的理想资料 。 在新世纪，超导量子相干器件、超微霍尔探测器和超微磁场探测器将成为纳米电子学中器件的主角。 应用纳米磁学中清楚的巨磁电阻效应(giant magnetoresistance，GMR)和很大的隧道磁电阻(tunneling magnetoresistance, TMR)现象研制的读出磁头将磁盘记载密度提高30多倍，瑞士苏黎世的研讨人员制备了Cu、Co交替填充的纳米丝，应用其巨磁电阻效应制备出超微磁场传感器。 磁性纳米微粒由于粒径小，具有单磁畴结构，矫顽力很高，用作磁记载资料可以提高信噪比，改善图像质量。 1997年，明尼苏达大学电子工程系纳米结构实验室采用纳米平板印刷术成功地研制了纳米结构的磁盘，长度为40纳米的Co棒按周期性陈列成的量子棒阵列。 由于纳米磁性单元是彼此分别的，因此称为量子磁盘。 它应用磁纳米线阵列的存储特性，存贮密度可达400Gb×in-2。 应用铁基纳米资料的巨磁阻抗效应制备的磁传感器已问世，包覆了超顺磁性纳米微粒的磁性液体也被普遍用在宇航和部分民用范围作为短命命的灵活旋转密封。 2 纳米医学和生物学 从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。 细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种性能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植物中的光协作用等都是“纳米工厂”的典型例子。 遗传基因序列的自组装陈列做到了原子级的结构准确，神经系统的信息传递和反应等都是纳米科技的完美模范。 生物分解和生物环节已成为启示和制造新的纳米结构的源泉，研讨人员正效法生物特性来成功技术上的纳米级控制和操纵。 纳米微粒的尺寸经常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研讨提供了新的契机。 目前已失掉较好运行的实例有：应用纳米SiO2微粒成功细胞分别的技术，纳米微粒，特别是纳米金(Au)粒子的细胞外部染色，外表包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体启动部分定向治疗等。 正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片) 等，都具有集成、并行和加快检测的优势，已成为纳米生物工程的前沿科技。 将直接运行于临床诊断，药物开发和人类遗传诊断。 植入人体后可使人们随时随地都可享用医疗，而且可在灵活检测中发现疾病的先兆信息，使早期诊断和预防成为或许。 纳米生物资料也可以分为两类，一类是适宜于生物体内的纳米资料，如各式纳米传感器，用于疾病的早期诊断、监测和治疗。 各式纳米机械系统可以加快地区分病区所在，并定向地将药物注入病区而不损伤正常的组织或肃清心脑血管中的血栓、脂肪堆积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。 另一类是应用生物分子的活性而研制的纳米资料，它们可以不被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造。 3 在国防科技上的运行 纳米技术将对国防军事范围带来反派性的影响。 例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时咨询；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米资料可以提高惯例武器的打击与防护才干；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以成功特殊的侦查和打击义务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场愈加透明。 而纳米资料在隐身技术上的运行尤其有目共睹。 在雷达隐身技术中，超高频(SHF，GHz)段电磁波吸波资料的制备是关键。 纳米资料正被作为新一代隐身体料加以研制。 由于纳米资料的界面组元所占比例大，纳米颗粒外表原子比例高，不饱和键和悬挂键增多。 少量悬挂键的存在使界面极化，吸收频带展宽。 高的比外表积形成多重散射。 纳米资料的量子尺寸效应使得电子的能级分裂，分裂的能级间距正处于微波的能量范围，为纳米资料发明了新的吸波通道。 纳米资料中的原子、电子在微波场的辐照下，运动加剧，参与电磁能转化为热能的效率，从而提高对电磁波的吸收性能。 美国研制的“超黑粉”纳米吸波资料对雷达波的吸收率达99％，法国最近研制的CoNi纳米颗粒被覆绝缘层的纳米复合资料，在2-7GHz范围内，其m¢和m¢¢简直均大于6。 最近国外正努力于研讨可掩盖厘米波、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合资料，并提出了单个吸收粒子婚配设计机理，这样可以充沛发扬单位质量损耗层的作用。 纳米资料在具有良好的吸波性能的同时，普遍兼备了薄、轻、宽、强等特点。 纳米资料中的硼化物、碳化物，铁氧体，包括纳米纤维及纳米碳管在隐身体料方面的运行都将大有作为。 图2是我们研讨组应用溶胶－凝胶法制备的b-纳米碳化硅粉的透射形貌照片，一次性颗粒尺度约为 20nm。 经微波网络矢量剖析仪测量其介电损耗(tgd)到达9.28，而其它碳化硅粉的介电损耗在0.2-0.6之间，因此具有了在常平和高温下吸收超高频段电磁波的潜力。 4 纳米陶瓷的补强增韧 先进陶瓷资料在高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他资料无法替代的作用，但是，脆性是陶瓷资料难以克制的弱点。 英国资料学家Cahn曾评述，经过改良工艺和化学组分等方法来克制陶瓷脆性的尝试都不太理想，无论是固溶掺杂的氮化硅、相变增韧的氧化锆要在实践中作为陶瓷发起机资料还不能成功。 纳米陶瓷是处置陶瓷脆性的战略途径之一。 纳米陶瓷具有相似于金属的超塑性是纳米资料研讨中令人注目的焦点。 例如，纳米氟化钙和纳米氧化钛陶瓷在室温下即可出现塑性形变，180℃时，塑性形变可达100%。 存在预制裂纹的试样在180℃下弯曲时，也不出现裂纹扩展。 九十年代初，日本的新原皓一（Niihara）报道用纳米SiC颗粒复合氧化铝资料的强度可到达1GPa以上，而惯例的氧化铝基陶瓷强度只要350-600MPa。 Al2O3/SiC纳米复合资料在1300℃氩气中退火2小时后强度提高到1.5GPa，它的高力学性能是与纳米复相陶瓷的精细显微结构直接相关的。 德国马普冶金资料研讨所的科研人员将聚甲基硅氮烷在高温下裂解后，制得的a-Si3N4微米晶与a-SiC纳米晶复合陶瓷资料。 它具有良好的高温抗氧化性能，可在1600℃的高温经常使用（氮化硅资料的最高经常使用温度普通为1200-1300℃）。 他们最新进度是经过参与硼化物提高资料的热稳如泰山性，应用生成BN的包覆作用稳如泰山纳米氮化硅晶粒，将这种Si-B-C-N陶瓷的经常使用温度进一步提高到2000℃，这是迄今国际上经常使用温度最高的块体陶瓷资料。 目前，纳米陶瓷粉体的制备较为成熟，新工艺和新方法不时出现，已具有了消费规模。 纳米陶瓷粉体的制备方法关键有气相法、液相法、高能球磨法等。 气相法包括惰性气体冷凝法、等离子法、气体高温裂解法、电子束蒸发法等。 液相法包括化学沉淀法、醇盐水解法、溶胶-凝胶法、水热法等。 我们研讨组提出应用原位选择性反响法制备了纳米晶TiC和TiN复合TZP的复合粉料，为陶瓷资料的显微结构设计提供了新的研讨思绪。 纳米陶瓷的致密化手腕也趋于多样化，其中微波烧结和放电等离子体烧结(SPS)具有良好的效果。 美国宾州大学陈一苇教授应用无压烧结制备平均粒径为60nm的致密Y2O3块体资料，为开展纳米陶瓷带来新的希望。 2001年6月，日本经济产业省报道将纳米陶瓷等新型资料运行于飞机部件制造技术。 5 纳米科技在其它方面的运行 纳米颗粒的比外表积大、外表反响活性高、外表活性中心多、催化效率高、吸附才干强的优秀性质使其在化工催化方面有着关键的运行。 纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等已直接用作高分子聚合物氧化、恢复及分解反响的催化剂，大大提高了反响效率。 经常使用纳米镍粉作为反响催化剂的火箭固体燃料，熄灭效率可提高 100倍，用硅载体镍催化丙醛的氧化反响，当镍的粒径在5nm以下，反响选择性出现急剧变化，醛分解反响失掉有效控制，生成酒精的转化率迅速增大。 小型化自身并不代表纳米技术，纳米资料和纳米科技有着明白的尺度和性能方面的定义。 制造纳米器件目前关键的方法还是经过“由上而下”(top down)尽力降低物质结构维数来成功，而纳米科技未来开展方向是要成功“由下而上”( bottom up)的方法来构建纳米器件。 目前此方面的尝试有两类，一类是人工成功单原子操纵和分子手术，日本大阪大学的研讨人员应用双光子吸收技术在高分子资料中分解了三维的纳米牛和纳米弹簧，使性能性微器件的制备接受有了新的打破。 另一类是各种体系的分子自组装技术，已由分子自组装构建的纳米结构包括纳米棒、纳米管、多层膜、孔洞结构等。 美国贝尔实验室的迷信家应用无机分子硫醇的自组装技术制备直径为1-2nm的单层的场效应晶体管，这种单层纳米晶体管的制备是研制分子尺度电子器件关键的一步。 这方面的任务如今还仅限于实验室研讨阶段。