针织柔性力学传感电路构建与工作原理
2021-08-13李露红丛启霞丛洪莲
纺织科学与工程学报 2021年3期
李露红,黄 娴,丛启霞,丛洪莲
(1.江南大学 针织技术教育部工程研究中心,江苏 无锡214122;2.江苏太平针织有限公司,江苏 无锡214041)
服装作为人体的“第二皮肤”,具有良好的手感和柔软舒适性,是柔性传感器的良好载体。智能服装是将传感器和服装通过电子信息、生物化学和人机交互等技术融合的产物,对所处环境变化和人体行为具有一定感知力,并且可以通过反馈机制对发生的变化进行反应和调整[1]。
针织柔性力学传感器是指以导电针织物为基底,采用不同方式与传感元件进行组合,制备适应于各种性能要求的柔性传感器件,是智能服装的关键组成部分。传统的刚性传感器一般由金属材料制备,具有脆性大、应变范围小以及响应灵敏度低等缺点,无法满足人们对于智能产品质轻、体积小和穿戴舒适等全方位要求[2];而针织柔性传感器特有的线圈结构使其具有良好的柔韧性,并且可以自由弯曲折叠。受到外力作用时,将大形变迅速有效地转换成电信号输出,而且线圈串套而成的空隙可以保证纱线被拉伸时性能不被破坏,这是其他编织方法难以实现的[3]。也能感知微小的应力变化,从而表现高灵敏度和线性度,还可以制备更为复杂的三维结构织物,具有灵活适应性。因此,被广泛应用于医疗电子、环境监测和智能可穿戴等领域。
针织柔性力学传感器按照工作原理可以分为电阻式和电容式,据此可以构建不同的传感电路。变化针织物组织和在织物表面涂覆导电物质,是目前制备以针织物为基底的柔性力学传感器的主要工艺,结合这两种工艺方法可以实现不同传感电路的构建。……
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