智能服装呼吸监测光纤织物传感器

研究了一种用于智能服装呼吸监测的光纤织物传感器。该传感器由拉伸敏感光纤、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和弹性织物多层复合而成。提出基于加热方式的聚合物光纤多弯曲级联结构的定形方法,制备出具有精确特征尺寸的拉伸敏感光纤,利用TPU材料的热塑性,通过熨烫方式实现拉伸敏感光纤、TPU材料和织物的黏合来形成层压式织物传感器。所制备的织物传感器各层间无气泡和起皱,具有很好的制作重复性,可与服装实现无缝纫连接,提升服装的舒适度和美观度。实验表明,该传感器的应变系数可达71.01,拉伸率可达83%,迟滞误差小于12%,且具有单向拉伸感知能力。对所设计的呼吸监测样衣进行了实测,结果表明:在穿着者不同呼吸频率、不同姿态和运动状态下,该样衣均可获得明显的呼吸波形,呼吸率最大误差小于2次/min,平均误差在0.8次/min以内。