织物传感智能腿套的肌电信号拟合性能研究

为进一步开发智能服装新的个性化功能,文章选用镀银锦纶纱作为织物传感材料并设计4种电极部位组织和尺寸制作16款智能腿套,同步采集4种运动状态下穿戴智能腿套试样与Ag/Ag Cl凝胶电极的小腿腓肠肌表面肌电信号,采用时域、频域和相关函数分析方法得到各试样的肌电信号拟合性能评价结果。结果表明:静态下,智能腿套电极尺寸过大或过小都易出现信号异变;动态下,智能腿套肌电拟合性能较优的圆形电极部位添纱组织为1×1抽条、1×2抽条组织,较优添纱尺寸为16纵行×32横列。     

织物抗静电性能影响因素的探讨

研究织物抗静电性能的影响因素及其影响规律.选择主体纱线原料、导电纱原料、织物组织、紧度作为影响因素,采用正交试验方法安排试验方案,通过方差分析判别四因素对嵌入式抗静电织物抗静电性能影响的显著程度;并通过进一步试验,分析各影响因素与织物摩擦静电压的关系,结果表明,织物主体纱线材料的质量比电阻对织物抗静电性能影响显著;在其他参数相同的条件下,导电纱在织物表面显露多,抗静电效果好;织物组织和紧度对织物抗静电性能影响不显著,但对织物中导电纱的含量有一定影响.     

经编导电针织物的应变-电阻传感性能

为探讨经编导电织物的应变-电阻传感性能,将镀银锦纶与氨纶或涤纶在特里科经编机上采用两梳交织,制备了具有不同组织结构的4种经编导电织物,测试了4种织物在拉伸条件下的电阻变化,得到经编导电织物的电阻随应变的变化规律,分析了组织结构以及氨纶弹性对经编针织柔性导电织物的应变-电阻传感性能的影响。结果表明:所选镀银锦纶导电纤维具有良好的可编织性;非弹性经编导电织物的电阻随应变的增加呈现先减小,再趋于平稳,最后略有上升的趋势;非弹性经编导电织物随着镀银纱线延展线长度的增加,造成小应变下的灵敏度增加;弹性经编导电织物呈现出电阻随应变的增加先增加再减少最终趋于平稳的趋势。     

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。     

用于柔性织物电极的导电纱线耐久性研究

为了提高运动训练领域智能服装的使用寿命,针对镀银纱线耐久性差的问题,提出了一种石墨烯聚合物导电纱线代替其作为织物电极导电材料的方法.通过实验分别比较汗液和光照对导电纱线表面形态、强力和电学性能的影响.结果表明:镀银导电纱线在汗液处理时电阻增加很快、纱线均匀性变差;随着浸泡时间的增加纤维表面镀银层脱落面积逐渐增大,当镀银层表面有缺陷时,破坏过程会加速;光照也会增加镀银纱线的电阻,同时降低电阻均匀性;腈纶石墨烯纱线耐汗液性能比镀银导电纱线有明显的提高,且具有比较稳定的耐光照性能.腈纶石墨烯纱线更适合作为运动训练等场景下具有生理监测功能的织物电极材料.     

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。     

线圈转移对导电弹性针织柔性传感器的电-力学性能影响

为了理论指导弹性纬平针织物柔性传感器的设计,本文基于针织物的线圈结构对导电镀银纱弹性针织物的电-机械性能建立了电阻六角模型,并研究了电阻和导电针织物张力的关系,通过求解导电针织物电路方程组得到其等效电阻。研究结果表明：导电针织物电路是综合串联和并联的复杂电路网;沿纵行方向,它是一个并联电路;沿横列方向,它是一个串联电路。为了简化计算过程,只需要计算m横列╳1纵列线圈的等效电阻。从理论分析和实验研究可得,线圈纱段转移引起了导电弹性针织柔性传感器的电阻变化,并且是引起传感器灵敏度的关键因素;针织物的电阻随应变的增加而线性增加。此外,接触电阻、织物结构和纱线伸长也影响针织物传感器的性能。     

方平组织导电面料的设计与心电监测

织物电极是制备长期可穿戴式心电监测设备的重要器件，织物电极的设计开发关系着电极穿戴的舒适性和信号采集的稳定性。方平组织织物浮线长，布面平整，风格独特，适合制备心电电极。基于镀银锦纶纱开发方平组织的导电面料，调控交织密度，织造了多种面电阻的织物电极，并探索其监测人体心电信号的性能，评估监测质量。研究发现，增加织物中导电纱线的交织密度可增大皮肤与电极间的接触面积，织物触感更柔软，织物与人体的阻抗更低，心电信号更清晰。织物有孔隙时更适合长期穿戴和监测人体的心电信号。     

导电纱线及柔性传感器耐久性影响因素研究

为了探究影响导电纱线及柔性传感器耐久性的因素，本文选取5种典型金属导电纱线，首先分析洗涤次数、热定型温度及氧化时间对其电阻的影响。然后，以77 dtex镀银导电纱线织造不同尺寸的柔性传感器，进行30次洗涤测试，并用活性藏青BF-DB进行染色处理，以此分析洗涤和染色对传感器性能的影响。结果表明：三种因素对铜纤维的导电性能影响最大，而对铜丝和不锈钢导电纱线的导电性能影响最小，其耐洗涤性、耐热性及抗氧化性能良好。锦纶基镀银导电纱线电阻随着热定型温度的增大而减小，长度缩短；洗涤次数增加，其电阻有一定程度增大；氧化处理20 d后导电性能明显减弱。镀银导电纱编织的柔性传感器较耐洗涤，染色处理后其尺寸变小，但能维持稳定的导电性。     

过硫酸铵浓度对聚苯胺/镀银织物电极性能的影响

为了探究过硫酸铵（APS）浓度对化学镀银织物电极性能的影响,得到性能更加优异的织物电极,选用硝酸作为掺杂剂,苯胺（An）单体作为原料,过硫酸铵作为氧化剂,通过改变过硫酸铵浓度,采用原位化学聚合法在织物表面获得较厚的聚苯胺（PANI）沉积层,再利用超声波化学镀银制备导电织物,最后组装成织物电极。利用扫描电子显微镜和电极阻抗测试仪进行测试,得出氧化剂过硫酸铵浓度对聚苯胺/镀银织物电极性能的影响。结果表明:当硝酸浓度为0.5 mol/L,苯胺浓度为0.25 mol/L,过硫酸铵浓度为0.1 mol/L时,所制备镀银织物电极的导电性最好,与皮肤间的阻抗变化曲线更接近于医用Ag/Ag Cl凝胶电极,阻抗值相对最小,在5～100 Hz频率范围内的阻抗均在0.2 MΩ·cm²以下,远小于1 MΩ·cm²,可满足纺织干电极皮肤阻抗标准要求。随着过硫酸铵浓度的增加,制备的织物电极的性能呈下降趋势。     

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,能更好的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。     

石墨烯/针织复合电极材料的制备及性能测试

为了满足柔性智能可穿戴电子产品的供电需求,设计了一种与之匹配的柔性超级电容器。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,为提高电极材料的电化学性能和耐弯曲性能,以针织物为基底,采用电化学沉积法制备石墨烯/针织复合电极材料。通过SEM测试表征电极材料的表观形貌及结构;通过恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试表征电极材料的电化学性能。试验结果表明:石墨烯/涤棉针织复合电极最佳电沉积时间为150 min,比电容为57.76 F/g、电阻为21.14Ω;经过1000次循环充放电后,电容保持率仍然可达82.2%,循环寿命长且耐弯曲性能优异。     

聚多巴胺修饰还原氧化石墨烯/聚吡咯导电织物的制备及其传感响应特性

为改善导电织物导电层与织物间的界面黏附性,构建有效接触的导电网络,提升传感响应特性,采用聚多巴胺(PDA)对涤纶/氨纶针织物表面进行修饰,制备以还原氧化石墨烯(RGO)和聚吡咯(PPy)为导电层的柔性传感器。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、自制KTC传感测试盒、四探针方阻测试仪、万能拉伸试验机等对导电织物进行表征与分析。结果表明：经PDA修饰后的织物与RGO/PPy间的界面黏附性有明显改善,所构建导电网络更为连续,相较于未修饰的导电织物具有更好的耐久性和耐磨性;该织物柔性传感器的拉伸范围在0%～130%之间时,灵敏度增加至39.1,响应时间为0.06 s,可准确识别人体关节运动。     

有机导电纤维与羊毛混纺应用性能研究

将有机导电纤维与羊毛混纺制成纱线与织物,测试纱线电阻值及织物表面摩擦电荷密度,研究导电纤维含量、织物组织结构及纱线线密度对织物抗静电性能的影响.结果表明:随着导电纤维含量增加,纱线电阻值下降,织物表面摩擦电荷密度下降;纱线越细,织物表面摩擦电荷密度越大,抗静电性能越差;机织结构比针织结构具有更好的抗静电性能.     

针织应力传感器的研究与应用进展

针织应力传感器是一种具有导电性能的纺织材料,作为服装面料时可随人体运动产生显著变形,将织物变形转换为电信号,利用针织应力传感器制备的服装可用于人体日常无感监测。文章从针织应力传感器的传感机理、制备方式及传感性能方面综述了针织柔性传感器的研究现状,从导电纱线、力学模型与性能参数设计方面探讨了当前针织应力传感器存在的主要问题,并阐述了针织应力传感器在人体生理信号监测及运动方面的应用,通过前期的研究对未来针织应力传感器的发展趋势进行了预测。     

等离子体预处理对聚吡咯/涤纶经编导电织物结构和性能的影响

为改善导电高聚物在涤纶经编针织物上的附着效果,采用常温常压等离子体预处理方法对涤纶织物进行表面改性处理,并通过原位聚合法制备了聚吡咯/涤纶导电针织物,研究了等离子体预处理对聚吡咯在涤纶针织物上附着效果的影响,借助扫描电子显微镜和电阻仪分析了导电织物的微观形貌以及平磨前后方阻值的变化。结果表明:等离子体预处理方法可增加聚吡咯在涤纶上的附着量,改善聚吡咯在涤纶上的附着牢度,提高导电织物导电层在平磨过程中的保持程度,且附着量与等离子体预处理次数存在相关性:当等离子体预处理次数为4时,聚吡咯在涤纶针织物上的附着效果最佳。     

石墨烯-棉针织物电极材料的制备及其性能

为使石墨烯与织物更好地结合制备可折叠、电化学性能良好的柔性超级电容器,以乙醇和N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂,鳞片石墨为溶质,通过液相剥离法制备石墨烯溶液,再采用电化学沉积法将石墨烯负载到棉针织物表面。借助场发射扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对棉针织物及柔性电极的表面形貌、元素含量及结构进行表征。结果表明:织物表面负载的石墨烯层数较少,且团聚现象不明显,采用电化学沉积法可成功地将石墨烯负载在棉织物上;当电沉积时间为90 min时,石墨烯-棉针织物电极材料的比电容为464.3 F/g,等效串联电阻为10.45 Ω,表现出良好的电容性、导电性、循环性能和柔韧性。     

可加热纬编针织物的电热性能

为开发可加热纬编针织服装,采用衬纬方式将导电丝织入针织物中,并对其电热性能进行测试和分析。分别将单根、2根、3根镀银长丝和单根不锈钢长丝衬入到针织物中,测试导电纱线的最大负载电流、织物的热稳定性、织物的电热升温特性和表面温度的均匀性。结果显示:不锈钢长丝的最大负载电流最大,其次是3根镀银长丝的;通电后,衬入镀银长丝织物的电阻变化率较小;衬入3根镀银长丝的织物通电后温度升高的速度较快,且达到稳定工作的温度较高;测试范围内,织物的稳定温升与输入电压成正比;织物表面温度均匀性较好。认为可选择衬入3根镀银长丝的纬编织物制作可加热针织服装。     

柔性电极材料对织物电阻测试的影响

为寻找适合测试织物电阻的电极,选用铝箔、铜箔、导电膏和导电胶作为柔性电极材料,结合ZC36型高阻计研究这4种柔性电极材料对织物电阻测试的影响。试验结果表明:轻压下,4种电极材料测试体积比电阻率差异较大,导电膏和导电胶测试差异较小,适合轻压下织物体积比电阻率的测试;4种电极测试的织物表面比电阻率也存在较大差异,在保证良好接触的前提下(100~200 Pa),铜箔和铝箔适合织物表面比电阻率测试。织物表面平整硬挺,在压力较大时,4种导电材料均可作为测试用电极材料。     

针织床上用品抗起毛起球性能研究

针织床上用品的亲肤性和使用舒适性远超传统机织床上用品,但其抗起毛起球性能却较为逊色,限制了它的发展。为深入分析影响针织床上用品抗起毛起球性能的因素,改善针织床上用品的抗起毛起球性能,编织了11种不同棉型针织床上用品面料,测试基本结构参数,并运用SPSS软件对其基本结构参数和抗起毛起球性的关系进行了定性和定量的分析。结果显示:纬平针和双罗纹针织床上用品面料的起毛起球等级与织物总密度呈显著正线性相关关系。在将织物总密度作为协变量时,针织床上用品面料的组织结构变动对织物正面起毛起球等级产生了显著影响。