[發明專利]一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法

在審

• 申請號: 202210453481.6
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114657838A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 張旭彤;張旭東
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E01C11/26
• 分類號: E01C11/26;H05B3/56;H05B3/14;H05B3/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 沈利芳

1.一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，方法包括：采用改性碳納米管制成柔性電子發熱電纜，并根據圖像融合、卡爾曼濾波、視覺檢測的算法分析所得數據，對柔性電子發熱電纜進行實時加熱，且對柔性電子發熱電纜的功率進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，所述改性碳納米管采用多壁碳納米管、環氧樹脂、芳綸纖維布、聚酰胺樹脂、丙酮、蒸餾水和1-丁基-3-乙基咪唑氯制成。

3.根據權利要求2所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，所述改性碳納米管的制備過程包括以下步驟：

步驟1，將1份多壁碳納米管70℃干燥2-3小時后加入50份水中，攪拌完全，將懸浮液置于研磨機研磨2-3小時倒回燒杯得基液，基液中加入1份1-丁基-3-乙基咪唑氯離子液體進行攪拌混合，再分散2小時得離子液體-碳納米管混合液，將離子液體-碳納米管混合液干燥直至質量不變，從而得到離子液體-碳納米管；

步驟2，將MWCNTs-IL與2份EP分散1-1.5小時后繼續進行手動攪拌，攪拌完成后加入1份液態聚酰胺樹脂繼續手動攪拌得MWCNTs-IL/EP混合液，將混合液放入真空室中排除氣泡得到去氣泡混合液，其中MWCNTs-IL含量為0.40-0.70wt％；

步驟3，將1份10×10cm²AF編制布在丙酮中浸泡5-7h，用去離子水充分沖洗，再將所述去氣泡混合液澆注到AF編織布中，并對混合液真空加壓，然后在70-80℃環境下固化4h，然后在110-120℃環境下固化2h得改性碳納米管成品。

4.根據權利要求3所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，所述AF編織布共六層，第一、三、五層呈正交垂直排列，第二、四、六層呈傾斜45度排列。

5.根據權利要求1所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，所述柔性電子發熱電纜鋪設于粘層油上方，所述柔性電子發熱電纜上方設置有溫度傳感器和瀝青乳化層，所述瀝青乳化層上方鋪設瀝青路面，所述瀝青路面內嵌壓力傳感器。

6.根據權利要求5所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，所述壓力傳感器通過壓力值的變換感知路面的碾壓頻率，利用卡爾曼濾波預測一段時間內的車流量，進一步計算車輛摩擦產熱。

7.根據權利要求1所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，所述圖像融合采用紅外-可見光圖像配準技術將異源圖像進行配準，利用圖像融合對積雪圖像進行異源圖像融合。

8.根據權利要求7所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，融合圖像采用YOLO V5X檢測算法實施檢測，且將其激活函數更改為GELU、損失函數更改為CIOU。

9.根據權利要求1所述的一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，其特征在于，最低加熱耗能是通過計算電纜加熱所需功率、車輛摩擦散熱與光輻射產熱使路面達到閾值溫度，設定的閾值公式如下：

T＝T₀+ΔT_q+ΔT_PB+ΔT_c+ΔT_h

其中，ΔT_q表示實時引起的路面溫度變化、q_s表示加熱功率、S₀表示路面溫度變化、t表示加熱時間、d表示電纜嵌入深度、T_a表示環境溫度；ΔT_c表示車輛摩擦產熱改變的地面溫度、T_R表示路面溫度、t表示時間、C表示雪的比熱容、m表示單位面積雪的質量；ΔT_h表示光輻射產熱改變的地面溫度、β表示大氣層對太陽輻射的吸收率、S表示太陽常數、η表示雪層的熱通量吸收率、t表示時間、C表示雪的比熱容、m表示單位面積雪的質量；T表示路面閾值溫度、T₀表示路面初始溫度。