本公開內(nèi)容涉及用于檢測(cè)來自含有燃料的容器的燃料泄漏的系統(tǒng)和方法,并且具體而言,涉及使用光致發(fā)光檢測(cè)噴氣燃料的泄漏的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
快速和精確地檢測(cè)來自含有燃料的容器的燃料泄漏對(duì)于許多應(yīng)用——包括能量、運(yùn)輸和航空航天應(yīng)用——而言是重要的。不幸地,用于檢測(cè)燃料泄漏的許多現(xiàn)有系統(tǒng)和方法存在一種或多種限制。例如,一些系統(tǒng)和方法可能不能顯示輕微或早期泄漏,而是在相對(duì)大量的燃料已經(jīng)泄漏之后可以僅僅檢測(cè)和/或定位泄漏。另外,用于檢測(cè)燃料泄漏的一些現(xiàn)有系統(tǒng)和方法不能容易地檢測(cè)遙遠(yuǎn)的、狹窄的或以其它方式難以進(jìn)入空間中的泄漏。進(jìn)一步,依靠冷光的一些先前的系統(tǒng)和方法使用熒光團(tuán),其在某些操作條件下具有有限的有用壽命和/或失效。在一些情況下,例如,在暴露于氧氣、水分、高溫(比如高于80℃或高于100℃的溫度)或其組合之后,熒光團(tuán)降解為非冷光成分或以其它方式失去它們的冷光,從而破壞熒光團(tuán)識(shí)別泄漏的能力。延長(zhǎng)暴露于燃料(比如暴露持續(xù)多于12小時(shí)、多于24小時(shí)或多于1周)還可以使得一些現(xiàn)有的熒光團(tuán)失去它們的冷光的一部分或全部。另外,一些熒光有機(jī)分子熒光團(tuán)在它們的熒光或其它檢測(cè)相關(guān)的波長(zhǎng)下被著色和/或展示一定量的反射比。這些光學(xué)性質(zhì)可以導(dǎo)致差的成像對(duì)比度、降低的信噪比(snr)或二者。
因此,存在對(duì)于檢測(cè)燃料泄漏的系統(tǒng)和方法的需要,該系統(tǒng)和方法可以檢測(cè)早期和/或輕微泄漏;允許檢測(cè)遙遠(yuǎn)的、狹窄的或以其它方式難以進(jìn)入空間中的泄漏;當(dāng)暴露于高溫、燃料、氧氣和/或水分時(shí)具有改善的可操作性;和提供改善的成像對(duì)比度和/或snr。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本文描述了檢測(cè)一種或多種燃料泄漏的系統(tǒng)和方法,其在一些情況下可以解決上面提及的限制和/或需要中的一種或多種。例如,在一些實(shí)施中,本文描述的系統(tǒng)和/或方法可用于檢測(cè)早期燃料泄漏、輕微燃料泄漏或其組合。在一些情況下,本文描述的系統(tǒng)和/或方法還可以檢測(cè)遙遠(yuǎn)的、狹窄的或以其它方式難以進(jìn)入空間中的泄漏。另外,在一些實(shí)施中,本文描述的系統(tǒng)和/或方法可以甚至在苛刻環(huán)境條件下檢測(cè)燃料泄漏。例如,在一些例子中,本文描述的系統(tǒng)和/或方法可以甚至當(dāng)系統(tǒng)和/或方法的熒光團(tuán)暴露于高溫、氧氣、水分和/或燃料時(shí)——包括持續(xù)延長(zhǎng)的時(shí)間段——檢測(cè)燃料泄漏。而且,本文描述的系統(tǒng)和/或方法還可以提供高的成像對(duì)比度和/或高的信噪比(snr)。
在一方面,本文描述了用于檢測(cè)燃料泄漏的方法。在一些實(shí)施中,本文描述的檢測(cè)燃料泄漏的方法包括將碳納米管涂層布置在含有燃料的容器——比如燃料儲(chǔ)罐或燃料管線——的外表面,其中該碳納米管涂層包含光致發(fā)光碳納米管。該方法進(jìn)一步包括將燃料敏感涂層布置在碳納米管涂層之上。燃料敏感涂層可以對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上不透明的。例如,在一些情況下,燃料敏感涂層是著色層。
本文描述的方法可以進(jìn)一步包括將含有燃料的容器的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源。如下文進(jìn)一步描述的,將含有燃料的容器的外表面暴露于這樣的光源可以指示燃料泄漏是否已經(jīng)發(fā)生。具體而言,當(dāng)燃料泄漏發(fā)生時(shí),燃料敏感涂層的至少一部分可以溶解、分散、變薄或以其它方式改變,使得燃料敏感涂層變得透明,而不是不透明——特別是關(guān)于由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的光。在這樣的例子中,光源可以激發(fā)光致發(fā)光碳納米管,光致發(fā)光碳納米管然后可以發(fā)射光致發(fā)光,并且重要地,發(fā)射的碳納米管的光致發(fā)光可以被位于含有燃料的容器外部的光電探測(cè)器檢測(cè)。如下文進(jìn)一步描述的,發(fā)射的碳納米管的光致發(fā)光的檢測(cè)可以充當(dāng)燃料泄漏已經(jīng)發(fā)生的正信號(hào)。
因此,在一些實(shí)施中,本文描述的方法進(jìn)一步包括在將含有燃料的容器暴露于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源之后檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射。相反地,本文描述的方法還可以包括將含有燃料的容器的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源,并且隨后從碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管檢測(cè)不到光致發(fā)光。在這樣的例子中,檢測(cè)的光致發(fā)光的不存在可以充當(dāng)燃料泄漏沒有發(fā)生的負(fù)信號(hào)。
在另一方面,本文描述了用于檢測(cè)燃料泄漏的系統(tǒng)。在一些實(shí)施中,本文描述的系統(tǒng)包括具有外表面的含有燃料的容器和碳納米管涂層——其包括布置在含有燃料的容器的外表面的至少一部分上的光致發(fā)光碳納米管。該系統(tǒng)還包括基本上覆蓋碳納米管涂層的燃料敏感涂層。而且,燃料敏感涂層可以對(duì)由光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上不透明的。此外,在一些情況下,本文描述的系統(tǒng)進(jìn)一步包括激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源。該系統(tǒng)還可以包括檢測(cè)來自光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器。
這些和其它實(shí)施在下面的具體實(shí)施方式中更詳細(xì)地描述。
附圖說明
圖1圖解了用于實(shí)施根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施的方法的系統(tǒng)的一些部件的截面圖。
圖2圖解了用于實(shí)施根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施的方法的系統(tǒng)的一些部件的截面圖。
圖3圖解了單壁碳納米管的光致發(fā)光圖。
具體實(shí)施方式
通過參考下面的具體實(shí)施方式、實(shí)施例和附圖,可以更容易地理解本文描述的實(shí)施。但是,本文描述的要素、裝置和方法不限于具體實(shí)施方式、實(shí)施例和附圖中呈現(xiàn)的具體實(shí)施。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,這些實(shí)施僅僅是對(duì)本公開內(nèi)容的原理的說明。許多修改和改編對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易地顯而易見的,而不背離本公開內(nèi)容的精神和范圍。
此外,本文公開的所有范圍將被理解為涵蓋包含在其中的任何和所有子范圍。例如,“1.0到10.0”的陳述的范圍應(yīng)當(dāng)被視為包括以1.0或更大的最小值開始并以10.0或更小的最大值結(jié)束的任何和所有子范圍,例如,1.0到5.3、或4.7到10.0、或3.6到7.9。
除非另有明確規(guī)定,本文公開的所有范圍還被將被視為包括范圍的端點(diǎn)。例如,“5到10之間”的范圍或“從5到10”的范圍通常應(yīng)當(dāng)被視為包括端點(diǎn)5和10。
進(jìn)一步,當(dāng)短語“至多”與量或數(shù)量相連使用時(shí),將理解該量為至少可檢測(cè)的量或數(shù)量。例如,以“至多”指定量的量存在的材料可以以從可檢測(cè)的量和至多指定的量并包括指定的量存在。
i.用于檢測(cè)燃料泄漏的方法
在一方面,本文描述了用于檢測(cè)燃料泄漏的方法。在一些實(shí)施中,本文描述的用于檢測(cè)燃料泄漏的方法包括將碳納米管涂層布置在含有燃料的容器的外表面上。碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管。該方法進(jìn)一步包括將燃料敏感涂層布置在碳納米管涂層之上。燃料敏感涂層對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收的波長(zhǎng)的光、由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管發(fā)射的波長(zhǎng)的光、或二者光學(xué)地不透明或基本上不透明。本文描述的方法可以進(jìn)一步包括將含有燃料的容器的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源。將含有燃料的容器的外表面暴露于這樣的光源可以指示燃料泄漏是否已經(jīng)發(fā)生。具體而言,當(dāng)燃料泄漏發(fā)生時(shí),燃料敏感涂層的至少一部分可以溶解、分散、去除、變薄或以其它方式改變,使得燃料敏感涂層變得透明,而不是不透明——特別是關(guān)于由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收的光、由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管發(fā)射的光、或二者。在這樣的例子中,光源可以激發(fā)光致發(fā)光碳納米管,光致發(fā)光碳納米管然后可以發(fā)射光致發(fā)光,并且發(fā)射的碳納米管的光致發(fā)光可以由光電探測(cè)器檢測(cè)。因此,在一些實(shí)施中,本文描述的方法進(jìn)一步包括在將含有燃料的容器暴露于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源之后檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射。檢測(cè)的光致發(fā)光可以因此充當(dāng)指示燃料泄漏存在的正信號(hào),具體地通過識(shí)別含有燃料的容器的外表面的區(qū)域,該區(qū)域已經(jīng)以足以引起來自在該區(qū)域上布置的光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光的檢測(cè)的方式暴露于燃料。相反地,本文描述的方法可以包括將含有燃料的容器的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源,并且隨后從碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管檢測(cè)不到光致發(fā)光。在這樣的例子中,檢測(cè)的光致發(fā)光的不存在可以充當(dāng)燃料泄漏沒有發(fā)生的負(fù)信號(hào)。
圖1和圖2示意性地圖解了上述檢測(cè)過程。參考圖1和圖2,含有燃料的容器(10)的外表面(11)已經(jīng)被涂覆有包含光致發(fā)光碳納米管的(未具體示出)碳納米管涂層(20)。另外,燃料敏感涂層(30)已經(jīng)被布置在碳納米管涂層(20)的上部或外表面(21)之上。如圖1中所圖解,燃料敏感涂層(30)基本上覆蓋碳納米管涂層(20),并且在燃料敏感涂層(30)對(duì)碳納米管涂層(20)的覆蓋中不存在顯著空隙。進(jìn)一步,如圖1中所描繪的,燃料泄漏還沒有發(fā)生。因此,當(dāng)含有燃料的容器(10)的涂覆的外表面(11)被暴露于具有與光致發(fā)光碳納米管的至少一部分的吸收光譜對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光(hν)或利用其照射時(shí),沒有光致發(fā)光從光致發(fā)光碳納米管離開由外部檢測(cè)器(40)檢測(cè)的涂層(20、30)。完整的燃料敏感涂層(30)反而阻擋(例如,吸收)激發(fā)光(hν)或由碳納米管涂層(20)的光致發(fā)光碳納米管發(fā)射的任何光致發(fā)光,或者激發(fā)光(hν)和由碳納米管涂層(20)的光致發(fā)光碳納米管發(fā)射的任何光致發(fā)光二者。
相比之下,如圖2中所描繪的,燃料泄漏已經(jīng)發(fā)生并且燃料敏感涂層(30)不再完全完整。而是,由于其暴露于燃料(未顯示),燃料敏感涂層(30)的一部分(31)已經(jīng)溶解、分散、去除、變薄或以其它方式改變。因此,當(dāng)含有燃料的容器(10)的涂覆的外表面(11)被暴露于激發(fā)光(hν)或者利用激發(fā)光(hν)照射時(shí),來自碳納米管涂層(20)的光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光(pl)被檢測(cè)器(40)檢測(cè)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到本文描述的方法的具體步驟,本文描述的方法包括將碳納米管涂層布置在含有燃料的容器的外表面上,其中碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的,單壁碳納米管的性質(zhì)強(qiáng)烈地取決于其幾何結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特征常常在于手性指數(shù)(n,m)的鑒定和列舉。指數(shù)n和m表示沿著石墨烯的蜂巢晶格中的兩個(gè)方向的單位向量的數(shù)目。這些指數(shù)可用于確定納米管的重要參數(shù),比如納米管是否是金屬的(n=m)、半金屬的(n–m為3的倍數(shù))或半導(dǎo)體的(n–m的其它值)。具有m=0的值的納米管通常被稱為鋸齒形納米管,并且具有n=m的值的納米管通常被稱為扶手椅形(armchair)納米管。具有與鋸齒形和扶手椅形納米管不同的n、m或二者的值的納米管通常被稱為手性納米管。一般而言,半導(dǎo)體的單壁碳納米管是光致發(fā)光的。而且,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的,光致發(fā)光碳納米管能夠吸收某些波長(zhǎng)的光,并且然后發(fā)射某些其它波長(zhǎng)的光。
因而,在本文描述的一些實(shí)施中,碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管是半導(dǎo)體碳納米管。但是,任何光致發(fā)光碳納米管可以用在本文描述的碳納米管涂層中。而且,在一些情況下,碳納米管涂層包括具有不同(n,m)值的不同光致發(fā)光碳納米管的混合物。例如,在一些例子中,光致發(fā)光碳納米管具有選自如下的一個(gè)或多個(gè)(n,m)值:(10,3)、(9,4)、(8,6)、(12,1)、(11,3)、(8,7)、(10,5)、(9,7)、(13,2)、(12,4)、(11,4)、(10,6)、(9,8)、(11,6)、(14,1)、(13,3)、(12,5)、(11,7)、(10,8)、(15,1)、(14,3)、(13,5)、(10,9)、(12,7)、(16,2)、(15,4)、(15,2)、(14,4)、(13,6)、(12,8)、(11,9)、(14,6)、(17,1)、(16,3)、(15,5)、(14,7)、(11,10)、(13,8)和(13,9)。但是,將理解可以使用碳納米管手性的任何混合物,條件是碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管。另外,碳納米管涂層的碳納米管不必需富集任何特定的碳納米管異構(gòu)體,或者甚至更通常地光致發(fā)光碳納米管。而是,本文描述的碳納米管涂層的碳納米管可以包括光致發(fā)光和非光致發(fā)光碳納米管、金屬和半金屬碳納米管、或其組合的混合物。碳納米管的各種商業(yè)來源可以因而被用于形成本文描述的碳納米管涂層,包括包含各種類型的單壁碳納米管的未純化的商業(yè)來源。但是,如果需要,碳納米管涂層的碳納米管可以富集某些手性。具體而言,在一些實(shí)施中,碳納米管富集光致發(fā)光碳納米管,包括具有上面敘述的一個(gè)或多個(gè)具體(n,m)值的光致發(fā)光碳納米管。更通常地,在一些情況下,光致發(fā)光碳納米管形成基于碳納米管涂層的碳納米管的總數(shù)目或總重量至多100%、至多90%、至多80%、至多75%、至多70%、至多60%、至多50%、至多40%、至多30%、至多20%或至多10%的碳納米管涂層的碳納米管。
還將理解,碳納米管涂層的碳納米管可以具有與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何尺寸。例如,在一些情況下,碳納米管具有0.7到1.5納米(nm)或1到4nm的平均直徑,和10nm到1000微米(μm)或10nm到10μm的平均長(zhǎng)度。
如本文所描述的,本文描述的碳納米管涂層被布置在含有燃料的容器的外表面上。含有燃料的容器通??梢园ㄓ萌剂咸畛涞幕蚩刹僮饕杂萌剂咸畛涞娜魏稳萜骰蛸A存器。例如,在一些情況下,含有燃料的容器包括燃料-儲(chǔ)存容器,比如罐或圓筒。含有燃料的容器還可以是燃料-運(yùn)輸容器,比如管道或燃料管線。而且,本文描述的含有燃料的容器的尺寸和形狀不被具體限制。而是,容器可以具有與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何尺寸、形狀或其組合。同樣,本文描述的含有燃料的容器還可以由與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何材料形成或制造。在一些實(shí)施中,例如,本文描述的含有燃料的容器可以包括金屬、玻璃纖維、復(fù)合材料或其組合,或者由金屬、玻璃纖維、復(fù)合材料或其組合形成。
進(jìn)一步,含有燃料的容器的外表面可以具有與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何尺寸和形狀。在一些情況下,例如,外表面是平的或基本上平的。在其它實(shí)施中,外表面是彎曲的或具有復(fù)雜的形貌(topography)。例如,外表面可以是凹面的或凸面的。其它形狀也是可能的。
另外,在本文描述的含有燃料的容器內(nèi)包含的燃料可以是靜止的或在容器內(nèi)移動(dòng)的。進(jìn)一步,可以使用與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何燃料。在一些實(shí)施中,例如,燃料包括噴氣燃料、生物燃料、煤油、壓縮天然氣、礦物燃料比如汽油或柴油、或其組合。在一些情況下,噴氣燃料包括煤油型噴氣燃料比如jet-a或jet-a1、石腦油型噴氣燃料比如jet-b、或軍事噴氣燃料比如jp-8或jp-10。還將理解,在本文描述的容器內(nèi)包含的燃料可以是液體或氣體。
本文描述的碳納米管涂層可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何方式被布置或者放置在本文描述的含有燃料的容器的外表面上。例如,在一些情況下,碳納米管涂層被噴涂、輥涂(roll)或刷涂(paint)在容器的外表面上。而且,可以使用“濕法”或“干法”技術(shù)將碳納米管涂層布置在含有燃料的容器的外表面上。例如,在一些實(shí)施中,將碳納米管涂層布置在外表面上包括首先將碳納米管分散、溶解或懸浮在溶劑中以提供混合物,然后將混合物噴涂、輥涂或刷涂在外表面上??梢允褂门c本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何溶劑。例如,可以使用有機(jī)溶劑,比如烷烴類、鹵代烷烴類、醚類、酯類和醇類。在一些情況下,溶劑包括乙醇、己烷或二氯甲烷。另外,碳納米管可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何量分散、溶解或懸浮在溶劑中。例如,在一些情況下,碳納米管基于混合物的總重量以大約0.01到1重量百分比、0.05到0.5重量百分比或0.1到0.2重量百分比的量存在于混合物中。在將碳納米管-溶劑混合物放置在外表面上之后,溶劑可以被蒸發(fā)或者使溶劑蒸發(fā),從而留下“凈(neat)”碳納米管層。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的,“凈”碳納米管層可以由碳納米管組成或基本上由碳納米管組成,與還包括另外的材料相反。因此,在一些實(shí)施中,本文描述的碳納米管涂層包括碳納米管、由碳納米管組成、或基本上由碳納米管組成。
可選地,在其它情況下,本文描述的碳納米管涂層包括除了碳納米管之外的一種或多種材料。例如,在一些例子中,碳納米管涂層通過將碳納米管分散、溶解或懸浮在基體材料——包括非揮發(fā)性基體材料,比如聚合物基體材料——中形成。因此,在一些實(shí)施中,將碳納米管涂層布置在含有燃料的容器的外表面上包括將碳納米管分散、溶解或懸浮在基體材料中以提供復(fù)合混合物,并且隨后將復(fù)合混合物噴涂、輥涂、刷涂或以其它方式布置在容器的外表面上。
可以使用與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何基體材料。在一些情況下,基體材料包括聚合物或低聚物材料,包含或不包含另外的溶劑比如有機(jī)溶劑或水。另外,基體材料可以是有機(jī)的或無機(jī)的。適合的基體材料的實(shí)例包括但不限于有機(jī)聚合物材料比如環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂和酚醛樹脂聚合物,和無機(jī)材料比如氧化硅、氧化鈦、石膏、壓力噴漿和galvanite。
而且,還將理解,在一些這樣的實(shí)施中,基體材料是燃料不敏感的。本文出于參考目的,當(dāng)在燃料泄漏期間暴露于燃料時(shí),“燃料不敏感的”基體材料可以保持完整或基本上完整——與被燃料溶解或降解的基體材料相反,其使得碳納米管涂層與含有燃料的容器的外表面分離或者以其它方式從含有燃料的容器的外表面失去。
另外,碳納米管可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何量分散、溶解或懸浮在基體材料中。例如,在一些情況下,碳納米管基于復(fù)合混合物的總重量以大約0.01到1重量百分比、0.05到0.5重量百分比或0.1到0.2重量百分比的量存在于復(fù)合混合物中。
本文描述的碳納米管涂層可以存在于與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的含有燃料的容器的任何量的外表面上或被布置在其之上。在一些情況下,例如,碳納米管涂層覆蓋基于外表面的總表面積或基于含有燃料的容器的外部的總表面積至少50%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的外表面。在一些例子中,碳納米管涂層覆蓋30-100%、30-99%、30-90%、50-100%、50-99%、50-95%、50-90%、60-100%、60-99%、70-100%、70-99%、70-95%、80-100%、80-99%、80-95%、90-100%、90-99%、95-100%或95-99%的外表面。進(jìn)一步,在一些情況下,碳納米管涂層被布置在含有燃料的容器的接縫、接頭、和/或其它部分——其比容器的其它部分更可能失效或遭受燃料泄漏——上或之上。在一些這樣的情況下,碳納米管涂層僅被布置在含有燃料的容器的這樣的部分上或之上。
而且,在一些實(shí)施中,本文描述的碳納米管涂層具有至多大約10nm、至多大約20nm、至多大約50nm、至多大約100nm、至多大約200nm或至多大約500nm的平均厚度。在一些情況下,本文描述的碳納米管涂層具有大約10-500nm、10-300nm、10-200nm、10-100nm、20-500nm、20-200nm、50-500nm、50-300nm、50-200nm或50-100nm的平均厚度。其它厚度也是可能的。進(jìn)一步,在一些情況下,碳納米管涂層的厚度基于下面的一種或多種選擇:碳納米管涂層中光致發(fā)光碳納米管的面密度;將從碳納米管涂層獲得的期望的光致發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度;和碳納米管涂層中光致發(fā)光碳納米管的相對(duì)量。例如,在一些實(shí)施中,碳納米管涂層可以基本上由光致發(fā)光碳納米管組成。在這樣的例子中,可以使用相對(duì)薄的碳納米管涂層,比如具有至多10nm的平均厚度或1到10nm的平均厚度的層。在其它情況下,碳納米管涂層可以包括在基體材料內(nèi)分散的碳納米管,并且碳納米管涂層的平均厚度可以是相對(duì)厚的,比如至多200nm或50-200nm。另外,本文描述的碳納米管涂層的平均厚度還可以被選擇以避免層從含有燃料的容器的外表面剝離。
一般而言,本文描述的碳納米管涂層的碳納米管可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何面密度存在于含有燃料的容器的外表面上。在一些情況下,例如,碳納米管涂層包括基于碳納米管涂層的上表面或外表面(例如,更遠(yuǎn)離含有燃料的容器的外表面并且更靠近燃料敏感涂層的表面)的總面積100個(gè)碳納米管/平方厘米(cm2)到1×108個(gè)碳納米管/cm2、100個(gè)碳納米管/cm2到1×107個(gè)碳納米管/cm2、1000個(gè)碳納米管/cm2到1×106個(gè)碳納米管/cm2、1×106個(gè)碳納米管/cm2到1×108個(gè)碳納米管/cm2或10,000個(gè)碳納米管/cm2到1×108個(gè)碳納米管/cm2。
本文描述的方法還包括將燃料敏感涂層布置在本文描述的碳納米管涂層之上。如本文所描述,燃料敏感涂層可以是這樣的涂層:其通過與含有燃料的容器的燃料接觸至少部分地被溶解、分散和/或降解,和/或這樣的涂層:其被以其它方式化學(xué)地或物理地改變以變得對(duì)與碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管的激發(fā)和/或發(fā)射光譜對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光充分地光學(xué)透明。另外,在一些例子中,本文描述的燃料敏感涂層對(duì)除了含有燃料的容器的燃料之外的一種或多種環(huán)境因素不敏感。例如,在一些實(shí)施中,由于與氧氣、水分接觸,燃料敏感涂層的熔點(diǎn)以下的操作溫度、或其組合,燃料敏感涂層不以本文描述的方式溶解、分散、降解或以其它方式變得光學(xué)透明。
本文描述的燃料敏感涂層可以包括與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何材料,由其組成,基本上由其組成,或由其形成。在一些情況下,本文描述的燃料敏感涂層包括聚合物材料,比如有機(jī)聚合物材料,由其組成,基本上由其組成,或由其形成。在一些實(shí)施中,燃料敏感涂層包括聚氨酯或由其形成。一般而言,用于形成燃料敏感涂層的一種或多種材料可以基于下面的一種或多種選擇:含有燃料的容器包含的燃料的類型;一種或多種材料的機(jī)械性質(zhì);和一種或多種材料的光學(xué)性質(zhì)。在一些情況下,例如,當(dāng)含有燃料的容器包含噴氣燃料時(shí),燃料敏感涂層由聚氨酯形成。
另外,在一些情況下,燃料敏感涂層可以進(jìn)一步包括遍及燃料敏感涂層分散的染料或顏料。在一些例子中,這種染料或顏料的使用可以對(duì)燃料敏感涂層提供期望的光學(xué)不透明度,使得當(dāng)以足夠厚度存在時(shí),燃料敏感涂層對(duì)由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收、發(fā)射、或吸收和發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的。適合于在本文描述的燃料敏感涂層中使用的顏料或染料的一個(gè)非限制性實(shí)例是炭黑。也可以使用其它染料或顏料。顏料或染料比如炭黑的使用在這樣實(shí)施中可能是特別有用的:在該實(shí)施中,用于形成燃料敏感涂層的主要材料(例如,聚氨酯)對(duì)由光致發(fā)光碳納米管吸收的、由光致發(fā)光碳納米管發(fā)射的、或由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)透明的。一般而言,燃料敏感涂層可以對(duì)由光致發(fā)光碳納米管吸收、發(fā)射、或吸收和發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上光學(xué)不透明的。本文出于參考目的,“基本上”不透明的層可以阻擋或吸收至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%或至少99%的入射光,該入射光具有與光致發(fā)光碳納米管的激發(fā)波長(zhǎng)和/或碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管的發(fā)射波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。例如,在一些例子中,本文描述的燃料敏感涂層可以阻擋或吸收75-100%、80-100%、85-100%、90-100%、95-100%或99-100%的入射光,該入射光具有與光致發(fā)光碳納米管的激發(fā)波長(zhǎng)、碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管的發(fā)射波長(zhǎng)、或二者對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的,層的不透明度可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何方式測(cè)量或測(cè)定。例如,層的不透明度可以光譜地(spectroscopically)測(cè)定,比如通過使用分光光度計(jì)。
而且,本文描述的燃料敏感涂層可以具有與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何厚度。例如,在一些實(shí)施中,燃料敏感涂層具有在10和1000μm之間、50和1000μm之間、10和500μm之間、或50和500μm之間的任何厚度。其它厚度也是可能的。另外,在一些情況下,本文描述的燃料敏感涂層的厚度可以基于下面的一種或多種選擇:用于形成燃料敏感涂層的一種或多種材料的光學(xué)吸收分布;燃料敏感涂層的期望的光學(xué)不透明度;和燃料敏感涂層對(duì)包含在含有燃料的容器中的燃料的敏感程度。例如,在一些情況下,燃料敏感涂層的厚度被選擇以具有上文描述的不透明度,同時(shí)還對(duì)燃料足夠敏感以允許以本文描述的方式檢測(cè)輕微和/或早期燃料泄漏。
進(jìn)一步,本文描述的燃料敏感涂層可以覆蓋與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的碳納米管涂層的任何部分。在一些實(shí)施中,燃料敏感涂層覆蓋至少80%、至少85%、至少95%或至少99%的碳納米管涂層,百分比基于碳納米管涂層的上表面或外表面的總表面積。在一些例子中,燃料敏感涂層覆蓋基于碳納米管涂層的上表面的總表面積80-100%、80-99%、80-90%、85-100%、85-99%、85-95%、90-100%、90-95%、90-99%或95-99%的碳納米管涂層。
本文描述的燃料敏感涂層可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何方式被布置或放置在碳納米管涂層上或之上。例如,在一些情況下,燃料敏感涂層被噴涂、刷涂、輥涂或澆鑄在碳納米管涂層之上。燃料敏感涂層還可以通過已知的聚合物、溶膠凝膠或其它涂層沉積方法被布置或沉積在碳納米管涂層之上。
在一些實(shí)施中,本文描述的方法進(jìn)一步包括將含有燃料的容器的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源,并且隨后檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射。將理解,“將含有燃料的容器的外表面暴露”于光源可以包括除了在暴露或照射發(fā)生時(shí)暴露保持布置在容器表面的任何一種或多種涂層之外,暴露容器自身的表面。而且,含有燃料的容器的外表面可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何方式暴露于光源。例如,光源可以是布置在容器的外表面之上或者遠(yuǎn)離容器的外表面的外部光源。此外,可以使用與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何光源。例如,在一些例子中,光源是寬帶光源,比如熒光燈。在其它實(shí)施中,光源是窄帶光源,比如激光。進(jìn)一步,在一些情況下,光源連接至光纖、管道鏡、或光遞送的其它裝置。在一些實(shí)施中,這樣的光源的使用可以允許光源照射位于遙遠(yuǎn)的、狹窄的或以其它方式難以進(jìn)入空間中的含有燃料的容器的外表面。
而且,本文描述的光源可以產(chǎn)生或發(fā)射具有與光致發(fā)光碳納米管的至少一部分的吸收或激發(fā)光譜對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光,如上文所描述的。例如,在一些例子中,光源產(chǎn)生或發(fā)射具有電磁光譜的紫外(uv)部分的平均波長(zhǎng)的光,比如從100到400nm、100到280nm、280到315nm或315到400nm。在其它例子中,光源產(chǎn)生或發(fā)射具有電磁光譜的可見或紅外(ir)部分的平均波長(zhǎng)的光,比如700和1100nm之間、750和1000nm之間、或800和1000nm之間的波長(zhǎng)。
類似地,檢測(cè)來自光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射可以以與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何方式實(shí)施。在一些情況下,例如,檢測(cè)器被布置在容器的外表面之上或遠(yuǎn)離容器的外表面。而且,可以使用與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何檢測(cè)器。例如,在一些例子中,可以使用光電倍增管(pmt)檢測(cè)器。在其它實(shí)施中,檢測(cè)器包括二維檢測(cè)器,比如電荷耦合器件(ccd)圖像傳感器或照相機(jī)。進(jìn)一步,本文描述的檢測(cè)器可以連接至光纖、管道鏡或上文描述的光遞送的其它裝置。檢測(cè)器還可以連接至方法中使用的光源,使得單個(gè)儀器可以執(zhí)行激發(fā)和檢測(cè)功能二者。
而且,檢測(cè)器可以是可操作的以檢測(cè)與碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管的至少一部分的發(fā)射光譜對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。例如,在一些情況下,檢測(cè)器是可操作的以檢測(cè)具有電磁光譜的ir或近ir(nir)部分的平均波長(zhǎng)的光。在一些實(shí)施中,檢測(cè)器是可操作的以檢測(cè)具有1150到1850nm或1600到1800nm的平均波長(zhǎng)的光。
另外,在一些實(shí)施中,用于檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器和/或用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源基于光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光圖選擇。圖3圖解了可以適合于在本文描述的方法的一些實(shí)施中使用的一個(gè)這樣的圖的實(shí)例。在一些實(shí)施中,與本公開內(nèi)容一致的光致發(fā)光圖可以與iakoubovskii等,“ir-extendedphotoluminescencemappingofsingle-wallanddouble-wallcarbonnanotubess,”journalofphysicalchemistryb110(2006),17420-17424中討論的一致的方法制備或建立。在與上述一致的光致發(fā)光圖中,提供了數(shù)據(jù)點(diǎn),其對(duì)應(yīng)于具有給定手性的碳納米管的最大吸收的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)納米管的光致發(fā)光波長(zhǎng)的圖。在圖3中,與特定光致發(fā)光發(fā)射頻率和最大吸收相關(guān)聯(lián)的n和m值在該手性的相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)之下指示。因此,在一些情況下,用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源被選擇以提供具有700到1100nm的平均波長(zhǎng)的光,并且用于檢測(cè)來自光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器是可操作的以檢測(cè)具有1150到1850nm的平均波長(zhǎng)的光。
還將理解,在一些實(shí)施中,用于檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器、或用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源、或二者被選擇以對(duì)應(yīng)于通常不存在于環(huán)境條件中的波長(zhǎng)的光,或者對(duì)應(yīng)于在環(huán)境條件中以相對(duì)低的量或低強(qiáng)度存在的波長(zhǎng)的光。例如,在一些情況下,可以使用uv激發(fā)源和ir檢測(cè)器。這樣的波長(zhǎng)的使用可以提高本文描述的方法的信噪比(snr)。
上文描述的方法涉及檢測(cè)來自含有燃料的容器的燃料泄漏。但是,在一些情況下,本文描述的方法還可用于檢測(cè)容器或其它物品至可能已經(jīng)從別處泄漏的燃料的暴露,與從容器或物品自身泄漏相反。而且,容器或其它物品可以具有易受燃料影響的外表面。例如,這樣的“易受燃料影響的”外表面可以通過暴露于燃料或者通過直接與燃料接觸而受損。這樣的易受燃料影響的表面的非限制性實(shí)例可以包括電子器件的表面、涂漆面、和包含被燃料降解或腐蝕的材料的表面或由被燃料降解或腐蝕的材料形成的表面。因而可以期望的是使用本文描述的方法來檢測(cè)易受燃料影響的表面是否已經(jīng)暴露于燃料或者正在暴露于燃料。因此,這樣的方法可以包括將碳納米管涂層布置在易受燃料影響的外表面上,其中碳納米管涂層包含光致發(fā)光碳納米管。該方法進(jìn)一步包括將燃料敏感涂層布置在碳納米管涂層之上。燃料敏感涂層對(duì)可能暴露于易受燃料影響的表面或者被放置與易受燃料影響的表面直接接觸的燃料是敏感的。另外,燃料敏感涂層對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或者基本上不透明的。而且,本文描述的方法可以進(jìn)一步包括將易受燃料影響的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源。將易受燃料影響的表面暴露于這樣的光源可以指示易受燃料影響的表面是否已經(jīng)被暴露于燃料或者已經(jīng)被放置于與燃料直接接觸,如上面對(duì)于來自含有燃料的容器的燃料泄漏描述的。特別地,當(dāng)燃料暴露發(fā)生時(shí),燃料敏感涂層的至少一部分可以溶解、分散、去除、變薄或以其他方式改變,使得燃料敏感涂層變得透明而非不透明——特別是關(guān)于由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的光。在這樣的例子中,光源可以激發(fā)光致發(fā)光碳納米管,光致發(fā)光碳納米管然后可以發(fā)射光致發(fā)光,并且發(fā)射的碳納米管的光致發(fā)光可以被光電探測(cè)器檢測(cè)。因此,在一些實(shí)施中,本文描述的方法進(jìn)一步包括在將易受燃料影響的外表面暴露于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源之后,檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射。檢測(cè)的光致發(fā)光因而可以充當(dāng)指示燃料暴露存在的正信號(hào),具體地通過識(shí)別易受燃料影響的外表面的區(qū)域,其已經(jīng)被以足以引起來自在該區(qū)域上布置的光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光的檢測(cè)的方式暴露于燃料。相反,本文描述的方法可以包括將易受燃料影響的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源,并且隨后從碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管檢測(cè)不到光致發(fā)光。在這樣的例子中,檢測(cè)的光致發(fā)光的不存在可以充當(dāng)指示燃料暴露沒有發(fā)生的負(fù)信號(hào)。還將理解,上面對(duì)于來自含有燃料的容器的燃料泄漏檢測(cè)描述的各個(gè)步驟和部件對(duì)于檢測(cè)易受燃料影響的表面的燃料的暴露可以以類似的方式使用,易受燃料影響的表面可以與不一定包含燃料的容器或其它物品相關(guān)聯(lián)。
上文描述的方法涉及檢測(cè)燃料泄漏。但是,將理解,本文描述的方法還可用于檢測(cè)來自容器或來自另一個(gè)位置的其它流體的釋放。因此,在另一方面,本文描述了檢測(cè)流體的更通用的方法。在這樣的實(shí)施中,方法包括將碳納米管涂層布置在含有流體的容器的外表面上(或者可選地,在不一定包含流體的容器或其它物品的易受流體影響的外表面上,如上面描述的)。如在本文描述的其它實(shí)施中,碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管,并且方法進(jìn)一步包括將流體敏感的涂層布置在碳納米管涂層之上。以上面對(duì)于燃料敏感涂層描述的方式,流體敏感的涂層對(duì)含有流體的容器中包含的流體敏感(或者可選地,對(duì)于可以暴露于易受流體影響的外表面的流體敏感)。另外,流體敏感的涂層對(duì)于由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上不透明的。而且,本文描述的方法可以進(jìn)一步包括將含有流體的容器的外表面(或者可選地,易受流體影響的外表面)暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源。將含有流體的容器的外表面(或者可選地,易受流體影響的外表面)暴露于這樣的光源可以指示流體泄漏或流體的其它釋放(或者可選地,流體暴露)是否已經(jīng)發(fā)生,如上面對(duì)于燃料泄漏更具體地描述的。特別地,當(dāng)流體泄漏或釋放發(fā)生時(shí),流體敏感的涂層的至少一部分可以溶解、分散、去除、變薄或以其它方式改變,使得流體敏感的涂層變得透明而非不透明——特別是關(guān)于由下面的碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的光。在這樣的例子中,光源可以激發(fā)光致發(fā)光碳納米管,光致發(fā)光碳納米管然后可以發(fā)射光致發(fā)光,并且發(fā)射的碳納米管的光致發(fā)光可以由光電探測(cè)器檢測(cè)。因而,在一些實(shí)施中,本文描述的方法進(jìn)一步包括在將含有流體的容器(或者可選地,易受流體影響的外表面)暴露于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源之后,檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射。檢測(cè)的光致發(fā)光因而可以充當(dāng)指示燃料泄漏或釋放(或者可選地,流體暴露)存在的正信號(hào),具體地通過識(shí)別含有流體的容器外表面的區(qū)域(或者可選地,易受流體影響的外表面的區(qū)域),其已經(jīng)被以足以引起來自在該區(qū)域上布置的光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光的檢測(cè)的方式暴露于流體。相反,本文描述的方法可以包括將含有流體的容器的外表面(或者可選地,易受流體影響的外表面)暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源,和隨后從碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管檢測(cè)不到光致發(fā)光。在這樣的例子中,檢測(cè)的光致發(fā)光的不存在可以充當(dāng)指示流體泄漏或釋放(或者可選地,流體暴露)沒有發(fā)生的負(fù)信號(hào)。還將理解,上面對(duì)于燃料泄漏檢測(cè)描述的各個(gè)步驟和部件對(duì)于除了燃料之外的流體的泄漏或釋放(或者可選地,暴露)的檢測(cè)可以以類似的方式使用。
ii.用于檢測(cè)燃料泄漏的系統(tǒng)
在另一方面,本文描述了用于檢測(cè)燃料泄漏的系統(tǒng)。在一些實(shí)施中,這樣的系統(tǒng)包括具有外表面的含有燃料的容器、在含有燃料的容器的外表面的至少一部分上布置的碳納米管涂層,和基本上覆蓋碳納米管涂層的燃料敏感涂層。碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管。另外,燃料敏感涂層對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上光學(xué)不透明的。在一些情況下,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源和/或檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到本文描述的系統(tǒng)的具體部件,本文描述的系統(tǒng)包括含有燃料的容器??梢允褂门c本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何含有燃料的容器。在一些實(shí)施中,含有燃料的容器包括在上文部分i中描述的含有燃料的容器。例如,在一些情況下,含有燃料的容器是燃料儲(chǔ)罐或燃料管線。同樣,含有燃料的容器可以包含與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何燃料,包括在上文部分i中描述的燃料,比如噴氣燃料。
本文描述的系統(tǒng)還包括布置在含有燃料的容器的外表面的至少一部分上的碳納米管涂層。碳納米管涂層可以具有與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何組成、形態(tài)或其組合。在一些情況下,碳納米管涂層具有上文部分i中對(duì)于碳納米管涂層描述的組成、形態(tài)和/或其它特征。例如,在一些例子中,碳納米管涂層基本上由碳納米管組成。在其它情況下,碳納米管涂層包括在基體材料中布置的碳納米管。類似地,碳納米管涂層可以以在以上文部分i中描述的任何方式在含有燃料的容器的表面上形成或布置。
另外,本文描述的系統(tǒng)進(jìn)一步包括在碳納米管涂層上或之上布置的燃料敏感涂層。燃料敏感涂層可以具有與本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何組成、形態(tài)、光學(xué)性質(zhì)和/或其它性質(zhì)。在一些情況下,燃料敏感涂層具有上文部分i中對(duì)于燃料敏感涂層描述的組成、形態(tài)、光學(xué)性質(zhì)、其它特征或其組合。例如,在一些實(shí)施中,燃料敏感涂層包括聚氨酯和顏料比如炭黑或由其形成。
在一些情況下,本文描述的系統(tǒng)進(jìn)一步包括激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源和/或檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器??梢允褂门c本公開內(nèi)容的目標(biāo)一致的任何光源、檢測(cè)器或其組合。在一些實(shí)施中,光源和/或檢測(cè)器包括上文部分i中描述的光源和/或檢測(cè)器。
上文描述的系統(tǒng)涉及用于檢測(cè)來自含有燃料的容器的燃料泄漏的系統(tǒng)。如上文部分i中描述的,但是,還可能的是使用本文描述的系統(tǒng)來檢測(cè)不包含燃料或不一定包含燃料的容器或其它物品的燃料泄漏。在一些這樣的實(shí)施中,系統(tǒng)包括易受燃料影響的外表面、布置在易受燃料影響的外表面的至少一部分上的碳納米管涂層,和基本上覆蓋碳納米管涂層的燃料敏感涂層。碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管。另外,燃料敏感涂層對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上光學(xué)不透明的。在一些情況下,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源、檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器、或二者。還將理解,上面對(duì)于來自含有燃料的容器的燃料泄漏檢測(cè)描述的各個(gè)部件對(duì)于易受燃料影響的外表面的燃料的暴露的檢測(cè)可以以類似的方式使用。
上文描述的系統(tǒng)涉及用于檢測(cè)燃料泄漏的系統(tǒng)。但是,將理解,本文描述的系統(tǒng)還可以被用于檢測(cè)來自容器的其它流體的釋放(或者可選地,檢測(cè)外表面暴露于除了燃料之外的流體)。因而,在另一方面,本文描述了檢測(cè)流體的更通用的系統(tǒng)。在一些這樣的實(shí)施中,系統(tǒng)包括具有外表面的含有流體的容器(或者可選地,具有易受流體影響的外表面的容器或其它物品,其中容器或其它物品不一定包含流體,該外表面易受流體影響)、布置在外表面的至少一部分上的碳納米管涂層,和基本上覆蓋碳納米管涂層的流體敏感的涂層。碳納米管涂層包括光致發(fā)光碳納米管。另外,流體敏感的涂層對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或者基本上光學(xué)不透明的。在一些情況下,系統(tǒng)進(jìn)一步包括激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源和/或檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器。還將理解,上面對(duì)于燃料泄漏檢測(cè)描述的各個(gè)部件對(duì)于除了燃料之外的流體的泄漏或釋放的檢測(cè)可以以類似的方式使用。
條款1.用于檢測(cè)燃料泄漏的系統(tǒng),其包括:
具有易受燃料影響的外表面的物品;布置在物品的易受燃料影響的外表面的至少一部分上的包括光致發(fā)光碳納米管的碳納米管涂層;和基本上覆蓋碳納米管涂層的燃料敏感涂層,其中燃料敏感涂層對(duì)由光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上光學(xué)不透明的。
條款2.條款1的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括:
激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源;和檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射的檢測(cè)器。
條款3.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中易受燃料影響的外表面是電子器件的表面、涂漆面和/或包括被燃料降解或腐蝕的材料的表面或由被燃料降解或腐蝕的材料形成的表面。
條款4.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中燃料包括噴氣燃料。
條款5.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中碳納米管涂層基本上由碳納米管組成。
條款6.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中碳納米管涂層包括布置在基體材料中的碳納米管。
條款7.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中碳納米管涂層包括100個(gè)碳納米管/cm2到1×108個(gè)碳納米管/cm2。
條款8.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中碳納米管涂層具有至多200nm的平均厚度。
條款9.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中燃料敏感涂層包括聚氨酯。
條款10.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中燃料敏感涂層具有在1和1000μm之間的平均厚度。
條款11.前述條款中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中燃料是噴氣燃料,并且其中燃料敏感涂層包括聚氨酯和炭黑。
條款12.條款2的系統(tǒng),其中光源發(fā)射具有700到1100nm的平均波長(zhǎng)的光。
條款13.用于檢測(cè)燃料泄漏的方法,其包括:
將包括光致發(fā)光碳納米管的碳納米管涂層布置在物品的易受燃料影響的外表面上;和
將燃料敏感涂層布置在碳納米管涂層之上,
其中燃料敏感涂層對(duì)由碳納米管涂層的光致發(fā)光碳納米管吸收和/或發(fā)射的波長(zhǎng)的光是光學(xué)不透明的或基本上不透明的。
條款14.條款13的方法,其進(jìn)一步包括:
將易受燃料影響的外表面暴露于用于激發(fā)光致發(fā)光碳納米管的光源;和
檢測(cè)光致發(fā)光碳納米管的光致發(fā)光發(fā)射。
條款15.條款13或14的方法,其中易受燃料影響的外表面是電子器件的表面、涂漆面和/或包括被燃料降解或腐蝕的材料的表面或由被燃料降解或腐蝕的材料形成的表面。
條款16.條款13-15中任一項(xiàng)的方法,其中碳納米管涂層基本上由碳納米管組成。
條款17.條款13-16中任一項(xiàng)的方法,其中碳納米管涂層包括100個(gè)碳納米管/cm2到1×108個(gè)碳納米管/cm2。
條款18.條款13-17中任一項(xiàng)的方法,其中:
碳納米管涂層具有至多50nm的平均厚度,并且
燃料敏感涂層具有在10和1000μm之間的平均厚度。
條款19.條款13-18中任一項(xiàng)的方法,其中燃料是噴氣燃料,并且其中燃料敏感涂層包括聚氨酯和炭黑。
條款20.條款14的方法,其中光源發(fā)射具有700到1100nm的平均波長(zhǎng)的光。
本公開內(nèi)容的各個(gè)實(shí)施已經(jīng)在實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的各個(gè)目標(biāo)中描述。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,這些實(shí)施僅僅是對(duì)本公開內(nèi)容的原理的說明。其眾多修改和改編對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是容易地顯而易見的,而不背離被公開內(nèi)容的精神和范圍。