[实用新型]用于测量双向拉伸应变的针织柔性传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种针织柔性传感器，具体地说，是涉及一种用于测量双向拉伸应变的针织柔性传感器。

背景技术

针织柔性传感器可编织或集成在服装上，形成可穿戴应变式传感器，用以监测人体的心跳、呼吸等生理指标。

现有技术中，中国专利号200610147211.3公开了一种用于电子织物的应变式柔性呼吸传感器及其应用，所述的传感器包括具有弹性的导电纤维和绝缘纤维机织或针织的织物形式的传感器敏感元件，并具有用于电连接的引线或接头。当传感器敏感元件受到拉力（例如呼吸引起的胸廓运动）作用而产生应变时，由导电纤维组成的导电网络的电阻值将发生变化，对其电阻值进行测量即可获得应变的大小。上述传感器的不足之处在于：当传感器敏感元件受到纵横双向拉伸产生双向应变时，由导电纤维构成的导电网络只能反映一个电阻值的变化，因此无法区分与测量分别在纵向和横向发生的应变。而人们在呼吸及运动时，人体一些部位的皮肤除了单向延伸外还存在双向延伸。

发明内容

本实用新型的目的是克服了现有技术中的缺点，提供了一种能够测量双向拉伸应变的针织柔性传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

该用于测量双向拉伸应变的针织柔性传感器，包括上传感器层区域、下传感器层区域和连接区域；上传感器层区域由一个测量水平方向拉伸应变的传感器横列区域和两个非传感器横列区域组成，传感器横列区域位于其上侧和下侧的两个非传感器横列区域之间，传感器横列区域和非传感器横列区域在交界处纵行方向没有连接；下传感器层区域由一个测量垂直方向拉伸应变的传感器纵行区域和两个非传感器纵行区域组成，传感器纵行区域位于其左侧和右侧的非传感器纵行区域之间，传感器纵行区域与非传感器纵行区域在交界处横列方向没有连接；上传感器层区域和下传感器层区域之间没有纱线连接；连接区域分别与上传感器层区域和下传感器层区域连接。

本实用新型所述的上传感器层区域中，传感器横列区域由导电纱线和弹性纱线编织形成平针添纱组织，导电纱线是面纱位于上传感器层的外表面，弹性纱线是地纱位于上传感器层的内表面；两个非传感器横列区域由普通纱线和弹性纱线编织形成平针添纱组织，普通纱线是面纱位于上传感器层的外表面，弹性纱线是地纱位于上传感器层的内表面。

本实用新型所述的下传感器层区域中，传感器纵行区域由导电纱线和弹性纱线编织形成平针添纱组织，导电纱线是面纱位于下传感器层的外表面，弹性纱线是地纱位于下传感器层的内表面；两个非传感器纵行区域由普通纱线和弹性纱线编织形成平针添纱组织，普通纱线是面纱位于下传感器层的外表面，弹性纱线是地纱位于下传感器层的内表面。

本实用新型所述的连接区域的组织结构为1+1罗纹组织，由普通纱线编织而成；连接区域与上、下传感器层区域在左、右侧交界处的线圈纵行重叠，从而形成左、右侧的横向连接；连接区域与上、下传感器层区域在上、下侧交界处的线圈横列串套，从而形成上、下侧的纵向连接。

本实用新型所述的上传感器层区域和下传感器层区域两者大小相等、彼此重合；上传感器层区域弹性纱线编织的内表面与下传感器层区域弹性纱线编织的内表面相接触，而上传感器层区域由导电纱线编织的位于外表面的传感器横列区域与下传感器层区域由导电纱线编织的位于外表面的传感器纵行区域没有接触。

本实用新型所述的导电纱线为镀银锦纶丝，电导率为0.516Ω/mm；弹性纱线为锦纶/氨纶包芯纱；普通纱线为棉、羊毛、粘胶、涤纶、锦纶中的一种纯纺纱或几种混纺纱。

本实用新型所述的传感器横列区域和传感器纵行区域分别与外部导电引线相连。

本实用新型还提供一种上述针织柔性传感器的制备方法，该传感器在双针床电脑横机上编织，其特征在于：前、后针床的织针分别在电子选针装置的选针和对应导纱器的分区垫纱的配合下进行编织，形成上传感器层区域、下传感器层区域和连接区域。

本实用新型在编织上传感器层区域时，前针床被选中的织针，经对应添纱导纱器的分区垫纱，将导电纱线和弹性纱线编织成圈形成传感器横列区域，将普通纱线和弹性纱线编织成圈形成上、下侧非传感器横列区域；在传感器横列区域与位于其上侧和下侧的两个非传感器横列区域的交界处，前针床织针不垫入新纱线但正常脱圈使线圈纵行中断。