纺织基柔性压力传感器研究进展

智能纺织品可以与穿戴者或者环境进行数据跟踪和交流,这在健康监测、健身,以及公共安全等领域都具有非常广泛的应用前景。以纺织基柔性压力传感器的工作原理、常用材料、制备方法为分类依据,基于国内外最新研究成果介绍纺织基柔性压力传感器的研究进展以及最新应用,指出纺织基柔性压力传感器目前仍面临的挑战,如耐用性、生物安全性、洗涤稳定性等。并提出未来基于纺织品的压力传感器在人体运动健康监测、电子皮肤、医疗、机器人等领域的应用会越来越广泛。     

柔性电容式压力传感器性能优化的研究进展

柔性电容式压力传感器具有低能耗、高灵敏度、高稳定性等优点,在可穿戴设备、电子皮肤等柔性电子领域受到广泛关注。概述了以复合介电层和微结构设计为代表的柔性电容式压力传感器灵敏度提升方法,并介绍了柔性电容式压力传感器在追求高灵敏度和宽检测范围方面通常采用的多级复合结构、复合机制和混合响应策略,最后对柔性电容式压力传感器发展趋势进行了展望。     

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。     

基于微结构的网印柔性压力传感器

正智能生活将生活中的各种物品串联在了一起,物联网的壮大已经成为不争的事实。根据IDC的预测,全球物联网市场的规模将在2017年由2013年的5.4万亿美元增至7.3万亿美元。而智能家居和可穿戴设备等一系列新型生活方式的崛起,为传感器带来产业链淘金机会,其中包括MEMS传感器等。作为产业链上游技术的核心,原本用于汽车、智能手机的MEMS传感器系统开始强势进入可穿戴设备、人     

基于经编间隔织物的压力电容传感器特性

为实现用智能坐垫监测人体坐姿,对人体健康进行辅助治疗的目的,以6种不同规格的经编间隔织物为介质层制备压力电容传感器,研究经编间隔织物压力电容传感器的静态性能。对6种传感器进行电力学性能测试,得到应力-电容曲线,结合经编间隔织物的压缩性能,将间隔织物电容传感器的应力-电容曲线划分为3个阶段,分别研究每个阶段的灵敏度和线性度。结果表明:随着压力的增加,压力电容传感器的线性度会逐渐变差;其灵敏度,呈现出先逐渐增加,而后逐渐减小的趋势。在间隔织物的压缩平台区,电容传感器灵敏度最大,在间隔织物压缩的弹性区,电容传感器线性度最好。     

纺织基柔性力学传感器研究进展

针对纺织基柔性力学传感器成型构筑机理、传感响应原理、应用领域不明确、不清晰等问题,系统综述了近几年国内外纺织基柔性力学传感器的制备、性能及应用的研究,并分别分析了纺织基电阻式力学传感器、电容式力学传感器在人体运动、生命体征检测及人机交互等领域的应用优势。结果表明：一维纤维状传感器和二维织物传感器因其结构可变化性、组合可设计性等特点成为主要的纺织基传感器结构,传感器具有理想的线性度、迟滞性、重复性、灵敏度、稳定性等特性。高导电性、高弹性及回复性、高灵敏性和耐久性是纺织基柔性力学传感器的重要发展方向。     

柔性压力传感器在智能纺织品中的应用

探讨柔性压力传感器在纺织品中的创新应用。介绍了柔性压力传感器的工作原理、结构、工艺与性能,分析了当前柔性压力传感器的创新要点,及其在智能纺织品中的应用情况,分析了柔性压力传感器在智能纺织品中应用的局限性因素。认为:柔性压力传感器的柔性基底与薄膜以及其结构的创新研究,不仅是柔性压力传感器创新研究的重点,而且是推动柔性压力传感器与智能纺织品紧密结合的根本动力。     

纤维素基柔性压力传感器及其性能表征

利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,通过水浴成型制备形状可逆的纤维素/MWCNTs空间导电网络并用作柔性压力传感器;利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)对压力传感器的性能进行表征,探讨了MPS改性MWCNTs的结合牢度及该压力传感器的力学性能和灵敏度。结果表明,MPS改性MWCNTs可均匀分散在纤维素基材表面,使得传感器结构中羟基和C—H单元增多,但对基材的结晶结构影响不显著;含10 wt%MPS改性MWCNTs的压力传感器经20次洗涤后的电阻值较洗涤前仅提高了7. 7%,导电性能略微降低;当应变量为55%、MPS改性MWCNTs含量由1 wt%增至10 wt%时,压力传感器所需应力提高了180. 3%,达87. 2 kPa;压力传感器的灵敏度总体随着MPS改性MWCNTs含量的增加而提高,当MPS改性MWCNTs含量为10 wt%时,外界压强从0提高至30 kPa会使压力传感器电阻值降低63. 2%。     

柔性可穿戴纺织传感器的研究进展

为了促进纺织传感器向柔性化、微型化、智能化和多功能化方向发展,对纺织传感器的分类、材料特性和制备方法进行综述,重点分析压力传感器、光纤传感器、生物传感器、温湿度传感器的应用现状,并对今后的研究提出展望。指出,纺织传感器是可穿戴设备实现智能化的核心装置,高质量的传感器具备灵敏度高、响应时间短、柔韧性好、易加工和成本低等优点。我国高端纺织传感器的综合技术性能还有待提高,尤其需要加强对新材料、新原理、新技术的探索,以提高纺织传感器的综合性能。     

基于柔性薄膜传感器的服装压力检测仪研制

为增大服装压力检测装置中传感器与人体贴合的顺应性,进而提高服装压力测量的精确度,提出了使用柔性薄膜传感器进行服装压力测量的方法。以聚氯乙烯作为柔性基体,包覆导电纤维制成柔性传感器,将传感器连通缓冲气室,与气泵、排气阀构成气动回路,实现服装压力与气室压力的转换;基于开发的柔性传感器,选用可编程逻辑控制器作为主控单元,研制了一款可触屏操作和存储、打印数据的服装压力检测仪;完成系统标定后通过重复性实验,验证了检测仪的测量精度和可行性,6次测量结果最大标准偏差为0.088 5。研究认为,该检测仪可准确完成多点服装压力的实时测量,适用于压力服装的出厂压力检测,也为服装压力检测方法的研究、控制元件选择等提供新思路。     

应用D2027型柔性压力传感器的运动服装设计

为了满足人们日益增长的运动需求和适应服装智能化发展大环境,通过查阅文献,总结运动过程中身体易损伤部位,在紧身运动服相应部位置入柔性压力传感器,运用特定电路、无线通信技术和数据处理系统将人体与服装之间的压力变化转化为在终端显示设备中的数据,结合服装结构设计和面料选取进行了整体设计.研发了既满足身体舒适性要求又可以达到运动...     

纳米纤维膜基柔性压力传感器的优化设计制备

为获得一种灵敏度高、制备工艺简单、轻薄透气的柔性压力传感器,采用静电纺丝热塑性弹性体聚氨酯(TPU)纳米纤维膜为基底和介电层,以碳纳米管导电油墨为电极涂料,通过超声波焊接方式制备三明治结构的纳米纤维膜基柔性压力传感器,并研究其压力传感性能与纳米纤维膜厚度和微观结构之间的关系。结果表明:随着纺丝时间增加,TPU纳米纤维膜厚度增加,拉伸应力增大,断裂伸长率减小;在9.8~49 000 Pa压力范围内,TPU纳米纤维膜基柔性压力传感器灵敏度随纺丝时间增加而减小,当纺丝时间为1 h时,其灵敏度高达4.97 kPa^-1,该纳米纤维膜基柔性压力传感器具有灵敏度高、响应范围广的特点。     

蚕丝基柔性压力传感器的制备及其性能研究

蚕丝具有优异的生物相容性、可降解性和易加工性等,是应用于柔性电子领域的理想柔性基底材料。本文通过气液界面聚合法,在蚕丝织物、平板丝和静电纺丝素膜三种蚕丝材料表面实现聚苯胺的原位生长,成功制备出以聚苯胺为活性导电介质的柔性基材,并将其组装成柔性压阻式压力传感器,这为开发高性能、安全可靠和轻质便携的可穿戴电子产品提供新的方法和途径。结果表明：三种蚕丝基柔性压力传感器中,蚕丝织物/聚苯胺传感器具有最大的压力检测范围(16.27～504.79 kPa),拉伸变形可达20%,灵敏度仅为0.001 29 kPa^-1;静电纺丝素膜/聚苯胺传感器灵敏度最高(0.013 76 kPa^-1),但拉伸变形能力差,仅可拉伸2.3%;平板丝/聚苯胺传感器压力检测灵敏度略高于蚕丝织物/聚苯胺传感器,达到0.00134 kPa^-1,线性检测范围为9.8～87.6 kPa。本文研究开发的蚕丝基柔性压力传感器在运动检测领域具有较好的应用前景。     

基于碳纳米管的可穿戴柔性传感器研究进展

天津工业大学纺织科学与工程学院;智能可穿戴电子纺织品研究所; 摘要:碳纳米管具有优异的电化学性能和生物相容性,基于碳纳米管材料的柔性传感器具有灵敏度高、成本低和兼容性良好等独特优势,在诸多领域得到广泛应用。首先阐述碳纳米管的性能及分类,然后综述几类基于碳纳米管的典型柔性传感器的研究进展,包括柔性压力传感器、柔性应变传感器、柔性温度传感器、柔性湿度传感器及其他柔性传感器等,详细介绍他们的传感原理、制备方法和传感性能。最后指出柔性传感器目前存在的问题,并对其发展前景进行展望。     

基于纤维素材料的柔性应变传感器的研究进展

近年来柔性应变传感器发展迅速,目前在个性医疗、运动监测、智能可穿戴等领域均有着广泛应用.随着资源短缺、环境污染等问题的加剧,制备清洁绿色的柔性传感器成为研究热点.纤维素材料以其自身储量丰富、可降解再生、易加工成多种结构等优势,为柔性应变传感器的制备和性能提升提供了新的发展方向.本文对近些年以纤维素材料制得的柔性应变传感...     

三维织物基石墨烯柔性压力传感器设计及应用

为更好地将石墨烯改性三维织物应用于智能纺织品,以三维织物作为基材,石墨烯溶液作为活性材料,组装具有三维结构的柔性压阻式压力传感器阵列.并将传感器阵列与控制器、计算机、手机蓝牙结合成电子智能纺织品.控制器以STM32F103C8T6单片机作为主单元,连接外部设备,结合蓝牙,实现数据采集与无线传输.整个系统在重物识别、人体...     

智能可穿戴产品用柔性传感器研究进展

传感器作为可穿戴电子设备的核心部件之一,受到广泛关注。文章从柔性传感器主要分类、制备材料、制备方法3方面阐述柔性传感器的研究进展,以及在医疗健康领域、运动休闲领域和特殊领域的智能产品中的应用。同时提出柔性传感器在智能医疗平台、电子皮肤、生物医学假体、人机交互机器人等前沿领域和智能产品中的研究前景。     

智能可穿戴柔性压力传感器的研究现状与发展趋势

探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感器和三维织物基压力传感器的传感性能,总结柔性织物基压力传感器开发、应用研究中需要解决的问题。结果表明,柔性织物基压力传感器及其结构的创新研究在智能可穿戴领域具有推动性作用。     

基于柔性传感器的无缝内衣任意围度压力研究

基于人体体形分析,建立纬编无缝内衣任意围度的椭圆形力学模型,分析人体任意围度上任意点的曲率半径,并以Laplace方程为基础建立服装压力模型。依据弹性面料在人体任意围度上的拉伸形变,分析服装压力对人体任意围度上各点的影响。研究得出,服装压随人体曲率的增加而增大,人体两侧受到的服装压力最大,胸部(或腹部)及背部中心所受服装压力最小。并设计一种纬编针织物柔性传感器,将导电镀银锦纶纱以局部添纱形式织入弹性无缝内衣中作为柔性传感器,探索人体穿着前后其电阻值的变化与人体所受服装压力的关系。该研究为无缝内衣压力舒适性及放松量的研究提供了参考依据。