一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器制造技术

本发明专利技术涉及柔性传感器技术领域，特别涉及一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，所述柔性传感器为二维网络式传感器，所述柔性传感器通过纬编针织结构编织形成，所述柔性传感器包括传感区域与非传感区域，所述第一纱线为PVDF压电纱线，所述PVDF压电纱线检测力学信号并转换为电信号，所述传感区域由第一纱线编织形成，所述非传感区域由第二纱线编织形成，所述第二纱线包括普通纱线或性能纱线中的一种或多种。本发明专利技术的柔性传感器在经向与纬向均有多个PVDF压电纱线传感器，经向与纬向的PVDF压电纱线交叉点可将该处感应的力学信号同时沿经向与纬向传输，实现该处力学信号的感应与作用位置的精准监测。用位置的精准监测。用位置的精准监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器


[0001]本专利技术涉及柔性传感器
，特别涉及一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器。

技术介绍

[0002]随着智能化技术的发展，以传感器为核心部件的柔性可穿戴设备表现出巨大的发展潜力。传统的硬件传感器，因刚度大、敏感性低、传感范围小等缺陷极大限制了其在智能可穿戴领域的应用。而柔性织物传感器具有质轻、柔韧性好、有一定弹性、舒适性好等特性，在智能可穿戴领域具有独特的优势。
[0003]目前，通过导电纱线一体编织成型的传感器及智能服饰的技术已经相对成熟，然而传统的柔性传感器通过导电纱线编织成型，柔性传感器的体积较大，且在智能服饰上的分布较为分散，在如胎动监测这种监测范围广且需要定位获取监测信号的智能服饰中，柔性传感器的监测定位的精准度较差，不如硬件传感器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，所述柔性传感器为二维网络式传感器，所述柔性传感器通过纬编针织结构编织形成，所述柔性传感器包括传感区域与非传感区域，所述第一纱线为PVDF压电纱线，所述PVDF压电纱线检测力学信号并转换为电信号，所述传感区域由第一纱线编织形成，所述非传感区域由第二纱线编织形成，所述第二纱线包括普通纱线或性能纱线中的一种或多种。
[0007]在进一步的实施例中，所述PVDF压电纱线为同轴多层结构，所述PVDF压电纱线包括电极芯层、PVDF层、电极皮层和绝缘保护层，所述电极芯层、PVDF层、电极皮层和绝缘保护层同轴且按照由芯层到最外层皮层依次分布。
[0008]在进一步的实施例中，所述柔性传感器在径向和纬向分别设置有多个传感单元，每个传感单元为一根PVDF压电纱线，所述径向和纬向的传感单元形成二维网络。
[0009]一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器在智能纺织品中的应用。
[0010]一种制备基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器的方法，使用第一纱线和第二纱线按照纬编针织结构一体成形地编织所述柔性传感器，使用所述第一纱线编织所述传感区域，编织方式为成圈方式，且第一纱线分别沿径向和纬向编织；使用所述第二纱线编织所述非传感区域，编织方式为成圈、集圈或浮线中的一种或多种的组合。
[0011]一种柔性智能胎动监测带，所述监测带包括左固定带、右固定带和柔性传感器，所述柔性传感器为基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，所述左固定带和右固定带分别与所述柔性传感器的左右两端连接，所述左固定带或右固定带中的一个或多个设置有夹层空
间，所述夹层空间用于放置电荷放大模块、微控制器模块和蓝牙模块，所述柔性传感器通过导电纱线依次连接所述电荷放大模块、微控制器模块和蓝牙模块，所述监测带通过所述蓝牙模块与智能终端通信连接。
[0012]一种柔性智能胎动监测带的监测方法，所述柔性传感器的径向与纬向分别设置有多个传感单元，每个所述传感单元为一根PVDF压电纱线，经向与纬向传感单元的PVDF压电纱线的交叉点形成胎动位置的定位点与监测点，传感单元将胎儿运动产生的力学信号转换为电荷信号，所述电荷放大模块将电荷信号转换为电压信号并进行比例放大后输出，所述微处理器模块将放大的电压信号进行处理分析并传输至蓝牙模块，所述蓝牙模块将处理的数据信息无线传送到智能终端，并在智能终端的显示设备上实时显示胎动情况。
[0013]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0014]1.本专利技术的一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，将智能纱线与织物无缝结合，所制备的柔性传感器兼具针织物与智能纱线各自特性，在可穿戴设备中具有很大应用潜力；
[0015]2.本专利技术的一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器在经向与纬向均有多个PVDF压电纱线传感器，经向与纬向的PVDF压电纱线交叉点可将该处感应的力学信号同时沿经向与纬向传输，实现该处力学信号的感应与作用位置的精准监测；
[0016]3.一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，其结构为针织线圈结构，本身具有一定的弹性，在经受力学作用时，其中的PVDF压电纱线传感器受到的损伤很小，传感器织物耐用，输出信号稳定。
附图说明
[0017]图1为本专利技术柔性传感器的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术PVDF压电纱线同轴结构示意图；
[0019]图3为本专利技术柔性传感器线圈结构示意图；
[0020]图4为本专利技术柔性智能孕妇胎动监测带的结构示意图
[0021]图5为本专利技术柔性智能孕妇胎动监测带的工作流程图；
[0022]图6为本专利技术右固定带内层局部编织示意图；
[0023]图7为本专利技术右固定带内外层之间连接层立体结构示意图；
[0024]图8为本专利技术胎动监测带柔性传感器线圈结构示意图；
[0025]图中：电极芯层1、PVDF层2、电极皮层3、绝缘保护层4。左固定带5、右固定带6、柔性传感器7、电荷放大模块8、微控制器模块9、蓝牙模块10、导电纱线11、智能终端12。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0027]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定中心的方向。
[0028]实施例1：
[0029]如图1所示，一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，柔性传感器为二维网络式传感器，柔性传感器通过纬编针织结构编织形成，柔性传感器包括传感区域与非传感区域，第一纱线为PVDF压电纱线，PVDF压电纱线检测力学信号并转换为电信号，传感区域由第一纱线编织形成，非传感区域由第二纱线编织形成，第二纱线包括普通纱线或性能纱线中的一种或多种。
[0030]在本实施例中，PVDF压电纱线为同轴多层结构，如图2所示，PVDF压电纱线包括电极芯层、PVDF层、电极皮层和绝缘保护层，电极芯层、PVDF层、电极皮层和绝缘保护层同轴且按照由芯层到最外层皮层依次分布。PVDF压电传感纱线具有良好的压电效应，在受到径向压力时PVDF层产生电荷信号，通过电极层传递电荷信号，力学作用大小与输出电荷信号强烈程度成正比，单根PVDF压电传感纱线可作为独立的压电传感器使用。
[0031]在本实施例中，柔性传感器在径向和纬向分别设置有多个传感单元，每个传感单元为一根PVDF压电纱线，径向和纬向的传感单元形成二维网络，经向与纬向的PVDF压电纱线交叉点可用于定位力学信号发生位置。
[0032]实施例2：
[0033]本实施例提供了一种制备基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器的方法，使用第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，其特征在于：所述柔性传感器为二维网络式传感器，所述柔性传感器通过纬编针织结构编织形成，所述柔性传感器包括传感区域与非传感区域，所述第一纱线为PVDF压电纱线，所述PVDF压电纱线检测力学信号并转换为电信号，所述传感区域由第一纱线编织形成，所述非传感区域由第二纱线编织形成，所述第二纱线包括普通纱线或性能纱线中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，其特征在于：所述PVDF压电纱线为同轴多层结构，所述PVDF压电纱线包括电极芯层、PVDF层、电极皮层和绝缘保护层，所述电极芯层、PVDF层、电极皮层和绝缘保护层同轴且按照由芯层到最外层皮层依次分布。3.根据权利要求1所述的一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器，其特征在于：所述柔性传感器在径向和纬向分别设置有多个传感单元，每个传感单元为一根PVDF压电纱线，所述径向和纬向的传感单元形成二维网络。4.一种权利要求1
‑
3中任一项所述的一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器在智能纺织品中的应用。5.一种制备权利要求1
‑
3中任一项所述的一种基于PVDF压电纱线的针织柔性传感器的方法，其特征在于：使用第一纱线和第二纱线按照纬编针织结构一体成形地编织所述柔性传感器，使用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛洪莲，万小倩，贺海军，董智佳，蒋高明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：