CN112444330A - 一种隔织物压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，包括介质层和与介质层相连的电极板，所述介质层为经编间隔织物，所述电极板为导电织物，所述经编间隔织物的两侧均设置有导电织物，所述导电织物处连接有导线引脚。本发明结合了经编间隔织物抗压缩性良好、透气透湿性优良等优点，提供一种可集成到日用纺织品中的柔性传感器，可以检测压力变化，具有便携性好、灵敏度高、环保舒适等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，属于纺织加工技术领域。
背景技术
日常生活中，纺织品是人们日常使用最频繁的消费品。近年来，随着人们对于运动健身、医疗保健、安全防护等方面日益增长的需求，具有特殊功能的智能纺织品应运而生、快速发展。早期的智能纺织品是在传统面料中嵌入刚性的传感器、电路板、CPU等元器件，具有笨重、突兀和难以清洗的缺点。而对于以纺织品材料、结构为基础的柔性传感器的研究则解决了这些问题，提高了智能纺织品的柔性与舒适性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种间隔织物压力传感器，包括介质层和与介质层相连的电极板，所述介质层为经编间隔织物，所述电极板为导电织物，所述经编间隔织物的两侧均设置有导电织物，所述导电织物处连接有导线引脚。
所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，所述经编间隔织物的厚度为7～21mm。
所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，所述经编间隔织物的两表面可以是网眼、平纹等结构。
所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，所述导电织物为导电涂层处理的高密平纹机织物、导电纱线织制的纬编导电织物或经编导电织物。
所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，所述介质层与电极板之间通过粘结剂进行贴合。
所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，所述电极板在介质层上的覆盖方式为完全覆盖、部分覆盖或多区域排列覆盖。
所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，所述导线引脚使用绝缘胶带粘贴于电极板上。
本发明所达到的有益效果：
本发明的压力传感器受到外力作用时，经编间隔织物间距发生改变，从而引起电容值变化，以实现测量压力变化的目的。
本发明结合了经编间隔织物抗压缩性良好、透气透湿性优良等优点，提供一种可集成到日用纺织品中的柔性传感器，可以检测压力变化，具有便携性好、灵敏度高、环保舒适等特点。说明书1/3页3CN 110440958 A3
附图说明
图1为本发明电容传感器的结构示意图；
图2为图1的正视图；
图3为本发明电容传感器的原理示意图；
图4为实施例1中电容传感器在十次重复压缩下的应变-电容曲线；
图中：1、介质层、2、粘结剂，3、电极板，4、导线引脚，5、胶带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
经编间隔织物的电容式压力传感器的制备方法，具体步骤如下：
(1)选用双针床经编机RD6N机型，该机型中GB1-GB3梳栉用于编织间隔织物上表面，GB5-GB6梳栉用于编织间隔织物下表面，GB4起连接上下表面的作用。机器机号为E12，机宽为130英寸，采用花盘凸轮横移、电子送经机构和电子牵拉机构。
(2)采用33.33tex144f的涤纶复丝织造间隔织物的表面层，采用27.77tex的涤纶单丝织造间隔织物的连接层。间隔织物的两表面选用网眼结构，具体的垫纱工艺为GB。
(3)采用机织高密导电胶布为电极板。在此实施例中，机织高密导电胶布是以涤纶纤维为原料，通过在高密机织物上电镀一层镍金属物质，再镀一层具有高导电性的铜金属物质，在背面涂覆亚克力胶而制成的导电高密机织布，其厚度是0.1mm，电阻为105Ω/cm2。将该种机织高密导电胶布直接贴服在上述的间隔织物两表面，电极和介质层大小都为10cm×10cm。
(4)采用绝缘胶带将导线引脚分别固定在两个电极板表面。电容信号值通过导线引脚传输到测试仪器中。
图4是上述实施例所制备的电容式压力传感器在重复十次压缩条件下的应变-电容曲线，从图中可知，本发明的间隔织物电容式压力传感器可以成功根据外界压力的变化转换成电容值的改变，从而实现对于压力值的监测。
实施例2
经编间隔织物的电容式压力传感器的制备方法，具体步骤如下：
(1) 选用双针床经编机RD6N机型，该机型中GB1-GB3梳栉用于编织间隔织物上表面，GB5-GB6梳栉用于编织间隔织物下表面，GB4起连接上下表面的作用。机器机号为E12，机宽为130英寸，采用花盘凸轮横移、电子送经机构和电子牵拉机构。
(2)采用33.33tex144f涤纶复丝织造间隔织物的表面层，采用35.55tex涤纶单丝织造间隔织物的连接层。
在此实施例中，间隔织物其一表面选用网眼结构，另一表面选用平纹结构，具体的垫纱工艺为GB1。
(3)采用纬编导电织物为电极板。在此实施例中，选用的纬编导电织物采用8.33tex锦纶和4.44tex的镀银锦纶纱线在SM8-TOP2MP2圣东尼单面无缝成型内衣机上编织而成，机器筒径为15英寸，机号为E28。织物为平针添纱组织，厚度为0.79mm，横密为17.5wpc，纵密为24cpc。在此实施例中，采用双面胶作为粘结剂，将所述纬编导电织物贴服在如步骤(2)所述的间隔织物两表面，电极大小为5cm×6cm，介质层大小为10cm×10cm。
(4)采用绝缘胶带将导线引脚分别固定在两个电极板表面。电容信号值通过导线引脚传输到测试仪器中。
经编间隔织物是一种三明治结构，具有上下织物表面和中间间隔丝，具有良好的抗压缩性、环保性和透气透湿性能。目前国内外对于经编间隔织物的压缩性能、拉伸性能和透气透湿性能都已做了大量研究，因此，将经编间隔织物作为介质层制成电容式压力传感器具有一定的理论与实用基础。
实施例3
经编间隔织物的电容式压力传感器的制备方法，具体步骤如下：
(1)选用双针床经编机RD6N机型，该机型中GB1-GB3梳栉用于编织间隔织物上表面，GB5-GB6梳栉用于编织间隔织物下表面，GB4起连接上下表面的作用。机器机号为E12，机宽为130英寸，采用花盘凸轮横移、电子送经机构和电子牵拉机构。
(2)采用33.33tex144f涤纶复丝织造间隔织物的表面层，采用46.66tex涤纶单丝织造间隔织物的连接层。在此实施例中，间隔织物其一表面选用网眼结构，另一表面选用平纹结构，具体的垫纱工艺为GB1。
(3)采用经编导电织物为电极板。在此实施例中，选用的经编导电织物在HKS3特里科经编机上编织而成，机器机号为E28，织物厚度为1.93mm，横密为16综行/cm，纵密为20横列/cm。在此实施例中，使用双面胶作为粘结剂，将上述经编导电织物贴服在如步骤(2)所述的间隔织物两表面，电极和介质层大小都为5cm×5cm。
(4)采用绝缘胶带将导线引脚分别固定在两个电极板表面。电容信号值通过导线引脚传输到测试仪器中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，包括介质层和与介质层相连的电极板，其特征在于，所述介质层为经编间隔织物，所述电极板为导电织物，所述经编间隔织物的两侧均设置有导电织物，所述导电织物处连接有导线引脚。
2.根据权利要求1所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，其特征在于，所述经编间隔织物的厚度为7～21mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，其特征在于，所述经编间隔织物的两表面可以是网眼、平纹等结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，其特征在于，所述导电织物为导电涂层处理的高密平纹机织物、导电纱线织制的纬编导电织物或经编导电织物。
5.根据权利要求1所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，其特征在于，所述介质层与电极板之间通过粘结剂进行贴合。
6.根据权利要求1所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，其特征在于，所述电极板在介质层上的覆盖方式为完全覆盖、部分覆盖或多区域排列覆盖。
7.根据权利要求1所述的一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器，其特征在于，所述导线引脚使用绝缘胶带粘贴于电极板。
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN112444330A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114812876A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-29 | 慕思健康睡眠股份有限公司 | 一种柔性传感器及智能垫 |
| RU2800738C2 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Способ изготовления тензорезистивного датчика, выполненного в виде тканого полотна из проводящих углеродных волокон и диэлектрических волокон |
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2020
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800738C2 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Способ изготовления тензорезистивного датчика, выполненного в виде тканого полотна из проводящих углеродных волокон и диэлектрических волокон |
| CN114812876A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-29 | 慕思健康睡眠股份有限公司 | 一种柔性传感器及智能垫 |
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