针织结构温度传感器设计及其性能

针对可穿戴式温度传感器穿着舒适性差、传感均匀度低的问题,设计一种柔软、透气的针织结构传感器来测量人体皮肤表面温度。选取织物组织、添纱密度、添纱行数3个因素,各因素依次设计为纬平、1+1罗纹、2+1罗纹、满针罗纹组织,全添纱、1隔1添纱、1隔3添纱,6、12、18、24、30添纱行数来设计正交试验。利用提花添纱编织技术,设计并织造了25种规格的针织结构传感器,测试了温度变化过程中织物电阻的变化,采用多指标极差法分析试样的线性度和灵敏度。结果表明:添纱行数与织物组织分别对传感器的线性度和灵敏度影响最大,并因此得到线性度与添纱行数、灵敏度与织物组织的函数模型;其最佳的织物参数组合为1+1罗纹组织、1隔3添纱、添纱30行。

喷气织机织制弹力织物纬向疵点问题的分析

从引纬机构、引纬原理、弹力包芯纱的品质等方面,对喷气织机织制纬弹织物出现的纬向疵点进行了分析和研究,给出了疵点产生的原因,并提出了克服疵点的技术要点和改进措施。

宏弯光纤应变传感经编织物的设计

为开发一种利用宏弯原理测量人体呼吸和心跳的光纤传感织物,设计了以棉纱编织的经绒斜为地组织,以直径为1 000μm的聚合物光纤为衬纬纱的经编衬纬复合织物。通过光纤弯曲实验研究了光纤弯曲曲率半径与光信号衰减之间的关系,确定了衬纬光纤的初始弯曲曲率半径为10 mm,选择传感循环单元数为2;通过比较分析双梳经编织物组织的特点,确定了传感织物的地组织。在此基础上设计了织物垫纱运动图和线圈密度,并在手动经编小样织机上编织出传感织物;最后对这些织物进行了测试。结果表明,传感织物可通过电压值变化的形式反映出拉伸过程中光信号相对于织物形状的变化。

接触电阻对导电纬平针织物柔性传感器的电-力学性能影响

采用Popper和Kawabata的针织物力学模型计算纬平针织物线圈中交叠纱线间的接触力,为了简化计算过程,采用两个弯曲的纱线相互钩套来模拟导电纬平针织物线圈中相互交叠的纱线,导电纱线间接触电阻和接触力的关系可用经验幂函数求得.由理论分析和试验研究可得:导电纬平针织物线圈中交叠纱线之间的接触电阻随接触力的增加呈幂函数减小;由接触电阻引起的电阻变化是影响导电纬平针织柔性传感器灵敏度的关键因素;导电纬平针织物电阻随应变的增加而线性减小.

纬编针织纱线输送状态检测方法及其动态特性

为解决纬编针织纱线张力大小、直径粗细无法动态检测而导致编织异常的问题,开展了基于光电传感的非接触式纱线输送状态检测方法研究,提出双目式光电感应差分测量方法,创新设计了双路光电组件,构造两路纱线动态感应差分信号对,消除共模信号干扰,以适应纱线状态信号弱信噪比的特点。在此基础上,设计了纱线输送状态检测实验,测试积极式送纱过程中纱线在不同张力和不同直径条件下输送时实时电压信号,分析信号平均值、方差和数值频数分布曲线,分析纬编针织纱线输送的动态特性。结果表明:随着纱线张力的增大,差值信号的平均值和方差在逐渐减小,表明纱线波动幅值在逐渐下降,纱线整体波动趋向平稳;同时,改变纱线粗细会使纱线波动幅值逐渐上升,纱线波动差异逐渐增大,当纱线细度增加到一定值时,纱线波动幅值以及纱线波动差异趋于稳定。

一种织物水滴传感器的开发要点

总结一种织物水滴传感器的开发要点,并为其选择了检测电路。为达到快速响应的目的,就该织物的纱线材料进行试验,得出:布身不导电经纱宜选用涤纶网络丝,以增加反应速度;导电纬纱宜采用镀银长丝,以降低接触电阻;在使用多根导电经纱前提下,导电经纱可选用镀银长丝与普通纱的包覆纱,提高可织性。认为:开发的织物水滴传感器反应迅速,具备柔软性,可用于工业、医疗等特殊场合。

纬编针织柔性传感器结构及其导电性能

为探讨纬编针织柔性传感器结构及其导电性能,通过将镀银纤维、不锈钢微丝、铜纤维、铜丝等5种导电纤维与粘胶及弹力锦纶/氨纶包芯纱在电脑横机上混织,用以制备纬编针织柔性传感器,并对所织柔性传感器进行不同纵行不同横列的导电性能测试。结果表明:所选导电纤维(金属丝)具有一定的可编织性;根据柔性传感器局部电阻实测数据,其规律与文献建立的电阻六角模型计算较为吻合,且同时适用于5种导电纤维试样,能更好地进行柔性传感器的理论分析,从而开发价格合理、性能优异的针织柔性传感器。

基于针织的肘部弯曲传感器传感性能研究

为了运用针织导电织物作为柔性传感器来测试肘部弯曲度,对不同工艺条件下的导电织物进行了传感性能测试,以期获得最佳织物工艺。针对不同原料、组织和织物密度设计了三因素三水平正交实验,在圆机上织制了9种规格的导电织物并制作成袖套,测试了人体实际穿着时肘部弯曲过程中导电织物电阻的变化,采用多指标极差法和SAS方差法综合分析了9种导电织物的线性度、稳定性和灵敏度。实验结果表明,影响传感性能的因素从大到小顺序为原料、组织、织物密度,地纱原料的弹性对各传感性能影响最大,所以可以优先选择改变原料的弹性来调整传感器的传感性能。

剑杆织机纬纱动态张力测试与分析

为了准确地测量剑杆织机引纬时纬纱的动态张力,合理地配置织机的工艺参数,提出了一种新型的纬纱动态张力测试方法,利用单片机和传感器技术等组成纬纱张力检测系统,实现对纬纱张力的动态检测,并运用该系统对TT96型剑杆织机不同纬纱的张力进行了测试和分析。为生产过程自动化和产品质量的提高提供了途径。

手功能评估用针织衬纬组织传感器的传感性能探讨

为开发一种用于评估脑卒中患者手部功能状况的手套,以涤纶高弹丝编织纬平针地组织,并以镀银锦纶丝作为衬纬纱线,制备针织衬纬组织传感器试样。采用YG026MB多功能电子织物强力机定伸长拉伸试样,同时使用DM3068数字万用表同步记录试样的电阻变化,研究针织衬纬组织传感器的线性度、灵敏度、重复性。试验结果表明,选择合适线密度的镀银锦纶丝、衬纬区域长度、衬纬纱线行数,可使针织衬纬组织传感器具有良好的线性度和灵敏系数,但这种传感器的重复性尚有欠缺,有待在后续的设计中加以改善。

整纬设备光电检测头的设计与研究

光电整纬设备是用于矫正织物纬斜、纬弯的纺织仪器,光电检测头是整纬设备中的检测传感器,是整个控制系统中的核心部件,起到了采集织物弯斜信息的作用。针对目前光电检测头采集能力较弱、信号处理能力不足的问题,设计一种基于STM32F103RBT6单片机的整纬设备光电检测头,其中硬件部分采用了新颖的集成电路,软件部分的模数转换采用DMA传输方式,并提出一种“极值运算—位置判定”的控制算法。实验结果说明了该光电检测头在合理的布速与光源值采集到的信号是精确的,检测效果明显优于传统的光电检测头,并已在生产中得到应用,具有很高的性价比和推广价值。

片梭织机纬向控制系统低成本改造方案

为了实现在片梭织机上进行纬向控制系统的低成本改造,自行设计了信号转换板,采用常规电子元器件自制的纬纱传感器代替纬纱检测器,并给出了线路连接图。经计算,改造后不仅可节约成本,而且停机时间大大缩短,效果十分显著。

纬编导电织物多重性能及其制备的研究进展

为促进智能针织产品的设计与研发,文章系统归纳了纬编导电织物及其类别,综述了3种不同性能导电织物作用机理及应用进展,并对其制备要点进行探讨。电-力学性能织物对线圈结构依赖性极强,因其影响因素过多,无法形成统一的性能评判标准;湿度传感织物利用织物自身、湿敏材料或导电材料亲水性来实现电阻变化,因外力拉伸与湿度变化均能影响织物电阻,故制备时可增加复合层以防两者产生耦合效应;电热性能织物受导电材料、制备工艺及加载电压影响,可采用镀银纱线或聚吡咯进行制备且前者性能优于后者。进一步指出,加强高性能纤维材料研发、改善制备工艺、加快自供电技术应用,以及建立完善的安全测试标准是智能针织产品未来的发展方向。

柔性电容传感器针织物的电学性能研究

以纬编间隔织物为介质层,将涤纶基镀铜导电机织布和银纤维针织布分别与其进行复合制备出两种柔性电容压力传感器,通过1次压缩、50次反复压缩,测试柔性压力电容传感器位移-载荷-电容特性及电容特征在反复压缩试验中的稳定性。结果表明,随载荷增大,电容逐渐增大,且在负载300 N以下时,两种柔性电极制作的传感器载荷-电容特性都具有一定线性变化特征,其中银纤维针织布电极制备的传感器线性特征略优,经50次反复压缩后,银纤维针织布电极制作的压力电容传感器可重复性更好。

电磁式选纬器的研发

为了降低成本、高速选纬、保证织物质量,改进现有无梭织机选纬器的缺陷,设计出采用电磁式选纬结构、通过线圈充放电实现选纬指动作的电磁式选纬器;详细分析其机械结构、驱动系统设计及软件系统;探讨传感器安装测试及效果分析。指出:该选纬器采用霍尔传感器测量磁力以确定动作角度,采用单片机实现多路选纬指控制,采用先进控制算法提升控制精度;电磁式选纬器结构简单、选纬功能强且精准、成本低,其驱动系统具备角度自学习、宽电压输入和电源防接反保护功能,可实现更好的选纬效果与更多的选纬数量。

弹性导电纱线纬编柔性传感器的性能

为了研究弹性导电纱线制备的柔性应变传感器的纵向拉伸电学性能,采用弹性导电纱线和涤纶纱线,经电脑横机织造了3种组织的传感器。通过重复拉伸试验,测试传感器在纵向拉伸下的电阻变化、灵敏度、线性度、重复性和滞后性,分析了弹性导电纱线对柔性应变传感器性能的影响。试验结果表明:相较于非弹性导电纱线织造的传感器,弹性导电纱线的电阻变化率、灵敏度、线性度、重复性提升,滞后性下降。