CNT/rGO复合三维非织造材料基柔性压力传感器的制备及性能

针对织物基柔性压力传感器灵敏度低、响应范围窄和制备工艺复杂的问题,以自制的三维热熔纤维非织造材料为基材,采用超声波辅助浸渍碳纳米管(CNT)和还原氧化石墨烯(rGO)协同修饰纤维表面,构建出具备高灵敏度和耐久性的三维热熔非织造材料基压力传感器,并对该传感器的结构形貌、传感性能和健康监测性能等进行测试。结果表明,该传感器具有高灵敏度(在0~9.28 kPa监测压强范围内,灵敏度为2.33×10^(-2) kPa^(-1))、快速响应/回复时间(70 ms/90 ms)、宽感测范围(0~227 kPa)和优异的循环耐久性(约16000次循环)。该传感器可以用于人体健康监测、运动监测和语音监测等领域。

MXene增强的无纺布医用柔性压力传感器

随着对健康监测需求的日益增长,非侵入性和实时生理监测的可穿戴柔性传感器开发成为了研究热点。提出了一种创新的方法,用于开发可穿戴柔性传感器。该方法采用环境友好且成本效益高的无纺布作为基材,通过简易的浸涂工艺,结合无纺布的自然微结构与MXene优异的物理化学特性,成功制备了MXene改性的无纺布作为压力传感器的压力敏感层。这种柔性压力传感器工作稳定,传感范围广,在0~150kPa的压力工作范围内具备超高灵敏度(S1=0.5 kPa^(-1)和S2=1.12 kPa^(-1)),同时具有约25 ms和50ms的快速响应时间和释放时间。该传感器能够精确捕捉人体腕部的桡动脉脉搏信号,在医疗保健、体育训练和机器人技术等领域展现出了巨大的应用潜力,并为低成本、环保型传感器的开发提供了新思路。

基于机织结构的柔性应变传感器的设计与分析

建立机织物的等效电路模型,在导电弹性纤维材料的电阻应变效应基础上推导了机织物的电阻应变关系。设计了机织物的平纹组织结构及信号转换电路,分析了柔性应变传感器的输入输出特性与灵敏度。对机织物的结构参数分析表明,当机织物中的导电弹性纱线为并联方式时,可选用电阻率适中或较低的导电弹性纤维材料,理论上适用于任意尺寸物体的大应变检测;当机织物中的导电弹性纱线为串联方式时,只能选用电阻率较低的导电弹性纤维材料,且仅适用于较小尺寸物体的大应变检测。

铜镍金属涂层机织物拉伸过程中电流的响应

为探讨金属涂层机织物作为柔性传感器的传感性能,利用织物强力机和自制电流数据采集系统测试涤纶基金属涂层机织物不同速度下拉伸过程中的电流变化,讨论了电流对拉伸的响应规律,分析了不同拉伸速度对电流响应的影响以及经纬向灵敏度之间的差异。结果表明:涤纶基金属镀层机织物经纬向伸长与电流响应曲线在拉伸速度较高时具有较高的线性度,低速拉伸的电流响应曲线相比高速拉伸线性度差;织物经纬向灵敏度随着拉伸速度的增大而减小,其纬向比经向断裂伸长大,纬向的灵敏度高于经向,低速拉伸时该织物的经纬向均具有较大的灵敏度。

无纺布成品表面污渍机器视觉检测系统的设计

无纺布成品表面污渍机器视觉检测系统在保证可靠性、易用性的同时,还要有较低的成本、较高的检测速度和精度.根据此需求,文中设计了一种嵌入式机器视觉检测系统,该系统集成了人机界面,能避免因依赖计算机而造成的易用性问题.文中介绍了该系统的硬件结构,设计了基于动态阈值的污渍判断方法,以保证图像运算的实时性与检测的精度,降低误判率,提高检测的可靠性.实际应用表明,该系统在线速度为300m/min的无纺布成品生产中,能够检测出1mm2的污渍.

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。

电阻型敏感整体机织复合材料的设计与测试

基于电阻应变传感器成本低、技术成熟可靠的优点,选择应变丝作传感材料直接加入到立体机织物的生产过程中,制做了敏感复合材料.文中讨论了有利于应用应变丝的立体织物组织结构,并对其复合材料的敏感性能进行了测试.

水滴传感器织物设计与制作

设计了一种简单实用的水滴传感器织物,其结构牢固、性能可靠。由于其检测面积大且具备柔性,故能用于工业、医疗等特殊场合。根据这种水滴传感器织物的结构,开发了一种先添加衬垫纱再进行剪纱的加工方法,降低了水滴传感器织物的制作难度。

基于PLC的编织袋残次品自动筛选系统设计

目的设计一套自动筛选设备,实现残次品的自动筛选和剔除。方法结合纤维定向分布概率密度函数思想及连续介质力学理论对缝合区域进行分析,建立缝线力学特性模型;为确保筛选机构的真空吸盘群与编织袋底口缝合区域表面形成的负压满足要求,建立真空系统的真空度、透气度、时间三者之间的数学模型。结果推导出了缝线区力学特性参数、系统真空度、透气度、时间之间的关系,根据各参数之间的关系,采用三维制图软件Pro/E进行实体建模,并选取相关控制元器件完成了设备结构设计和控制系统搭建。结论该自动编织袋残次品筛选系统能够将有缝合瑕疵的产品筛选并剔除,且能大幅度提高编织袋生产效率和降低生产成本。

嵌入机织物的碳纳米管纱线应变传感性能

为研究以碳纳米管(CNT)为传感元件的智能织物的传感性能,采用嵌入方式将碳纳米管纱线与机织物结合,测试碳纳米管纱线的电阻变化率与机织物的应变关系。结果表明:实验所用的CNT纱线的传感系数为1.02,采用5%的聚乙烯醇(PVA)溶液对其进行复合后的CNT/PVA纱线其传感系数提高到了1.43;将CNT纱线与CNT/PVA纱线分别沿经向和纬向嵌入平纹织物,均沿经向施加3%的应变,CNT/PVA纱线传感系数经向为0.67,纬向为0.27,CNT纱线传感系数经向为0.33,纬向为0.1。改变CNT/PVA纱线嵌入平纹的经浮长,浮长越长时织物的传感系数越高,连续6个经浮长对应的传感系数最高为0.81;改变CNT/PVA纱线经向嵌入平纹的长度,在一定范围内,嵌入的纱线长度越长织物的传感系数越高,将3 cm的CNT/PVA纱线经向嵌入平纹织物经向拉伸7%时对应的传感系数约为1.07。

织物基柔性传感器研究进展

纺织品可穿戴柔性传感器具有质量轻、制备成本低、透气性好等优点,已成为可穿戴电子产品不可或缺的一部分。根据近年来织物基柔性传感器的研究进展,文章从针织物基柔性传感器、梭织物基柔性传感器和非织造布基柔性传感器3方面,综述织物基柔性传感器的制备、性能和应用领域,并对柔性传感器性能、尺寸、数据采集和处理能力的发展前景进行展望,为织物基柔性传感器发展提供新思路。

基于聚丙烯无纺布与耗氧传感器的泄漏乳化油的监测

利用聚丙烯无纺布(polypropylene non-woven fabric,PP NWF)和耗氧传感器结合来构建一个乳化油监测探头。PP NWF是一种超疏水吸油材料,可以快速吸附乳化油污,利用该性能,本监测探头先用PP NWF富集乳化油污,再用探头对材料中的氧含量进行监测,从而达到乳化油监测的目的。本文通过监测不同种类的乳化油(表面活性剂为吐温80的正己烷乳化油、石油醚乳化油、甲苯乳化油及表面活性剂为司班80的正己烷乳化油、石油醚乳化油、甲苯乳化油)来验证其可行性。结果表明:该监测探头可以监测到不同乳化条件下的乳化油,并且能监测到不同种类的乳化油。其中监测甲苯乳化油时响应时间最短,可以在6s内监测到该油污。固定PP NWF时的耗氧传感器探头的最低检测限为1.27g/L,监测效率较未固定PP NWF时提高了近8倍。综上,固定PP NWF的耗氧传感器探头可以作为海洋乳化油监测重要的一个系统,对海洋乳化油泄漏事故进行在线实时监测,可以快速准确提供早期溢油预警。

碳纤维长丝纱传感网络在空间分辨监测用纤维增强复合材料中的应用

纤维增强复合材料应用领域日益增多,其正越来越普遍地成为传统金属结构材料的替代品,特别是在结构成分上,轻质结构相比传统结构具有更显著的生态和经济优势。基于碳纤维长丝纱的传感网络节省了材料,进而减轻了质量,可用于论证力学计算模型、连续监测纤维增强塑料组分的结构及应变。这些方法可被综合运用到增强纺织半成品中,用于空间分辨电阻测量,以便于更深入地了解高技术材料的力学性能。