用于呼吸监测的光纤传感织物制备及其性能 被引量：4

1

作者 张美玲 赵美玲 +6 位作者 张诚 李志辉 孙政 赵晓雪 苗长云 王瑞 王占刚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期102-111,共10页

为开发一种基于光纤侧发光感光机制监测人体呼吸的传感织物,将直径500μm的聚合物光纤为经纱织入织物,在光纤的侧面局部位置激光打标,形成发光和感光光纤。呼吸拉伸光纤的位移变化及感光光纤的光强改变,从而监测人体呼吸状态。研究了光... 为开发一种基于光纤侧发光感光机制监测人体呼吸的传感织物,将直径500μm的聚合物光纤为经纱织入织物,在光纤的侧面局部位置激光打标,形成发光和感光光纤。呼吸拉伸光纤的位移变化及感光光纤的光强改变,从而监测人体呼吸状态。研究了光纤打标距离、纬纱弹性、光纤间距和光纤根数对传感织物性能的影响,结果表明优化后传感织物的光强损耗度从13.14%提高到38.61%。在人体胸骨下方佩戴传感织物可以监测坐姿、站姿和行走下的平静呼吸信号,呼吸频率监测精度高(误差范围在1.2次/min内),与面罩式呼吸监测仪性能相当。该光纤传感织物的制备工艺简单,灵敏度较高,可穿戴呼吸设备的舒适性高,有望在智能纺织品领域实现产业化。 展开更多

关键词 光纤 呼吸监测 传感织物 发光感光结构 机织 可穿戴

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经编光纤传感织物结构变化对光纤弯曲损耗的影响 被引量：4

2

作者 杨昆 李美奇 +1 位作者 张诚 郭溪 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期27-31,共5页

为研究经编光纤传感织物在纵向拉伸状态下织物结构变化对光纤弯曲损耗的影响,编织了一种以经平绒织物为地组织、聚合物光纤为衬纬纱的经编光纤传感织物。将光纤以半径为10 mm的半圆反向相接的形式织入地组织中间位置,形成传感单元。同时... 为研究经编光纤传感织物在纵向拉伸状态下织物结构变化对光纤弯曲损耗的影响,编织了一种以经平绒织物为地组织、聚合物光纤为衬纬纱的经编光纤传感织物。将光纤以半径为10 mm的半圆反向相接的形式织入地组织中间位置,形成传感单元。同时,测量了传感织物在拉伸条件下的线圈高度、线圈宽度和织物厚度;并测试了在织物拉伸回复状态下光纤信号的传输性能。结果表明:光纤可通过衬纬的形式与经编织物相结合;在拉伸过程中织物纱段发生转移,织物厚度随拉伸距离的增加而减小;纱线对光纤的挤压作用使光纤产生微弯损耗,且在拉伸过程中微弯和宏弯损耗相互复合。 展开更多

关键词 经编 聚合物光纤 传感织物 宏弯 损耗

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仿生鳞片针织结构自供能传感织物的制备及其性能 被引量：5

3

作者 牛丽 刘青 +2 位作者 陈超余 蒋高明 马丕波 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期135-142,共8页

为研究仿生鳞片针织结构自供能传感织物结构对其性能的影响,利用针织成形工艺将锦纶纱线、聚四氟乙烯纱线及镀银锦纶纱线设计并制备三维仿生鳞片针织结构,形成基于仿生鳞片针织结构的自供能传感织物,并对其性能进行研究。结果表明:该仿... 为研究仿生鳞片针织结构自供能传感织物结构对其性能的影响,利用针织成形工艺将锦纶纱线、聚四氟乙烯纱线及镀银锦纶纱线设计并制备三维仿生鳞片针织结构,形成基于仿生鳞片针织结构的自供能传感织物,并对其性能进行研究。结果表明:该仿生鳞片针织结构自供能传感织物可大规模织造,其电学输出性能受鳞片与间隔部分接触面积的影响,可通过调节纵向间隔来调控其电学性能;织物的各向异性与鳞片的纵向间隔及排列方式有关,小纵向间隔、叠瓦状排列方式下的应变强化特征明显,可提供较强的支撑性;该自供能传感织物保持织物内在舒适性的同时,兼具智能性与功能性,满足柔性与防护性需求。 展开更多

关键词 锦纶 聚四氟乙烯 仿生鳞片结构 全成形针织技术 自供能 传感织物 智能纺织品 各向异性材料

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可穿戴拉伸传感织物的研究进展 被引量：2

4

作者 阮小莹 贾可 +3 位作者 王胜男 王小恋 殷琴 叶雅昕 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第10期10-13,共4页

综述了近年来拉伸传感织物在智能纺织品领域的新研究进展,介绍了以金属纤维、导电碳材料以及导电聚合物为基础的拉伸传感织物的制备方法,分析各织物传感性能的优劣,总结了目前可穿戴拉伸传感织物应用中存在的问题,并对下一步的主要发展... 综述了近年来拉伸传感织物在智能纺织品领域的新研究进展,介绍了以金属纤维、导电碳材料以及导电聚合物为基础的拉伸传感织物的制备方法,分析各织物传感性能的优劣,总结了目前可穿戴拉伸传感织物应用中存在的问题,并对下一步的主要发展方向提出了设想与展望。 展开更多

关键词 智能纺织品 拉伸传感织物 制备方法

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基于U-Net卷积神经网络的织物压力传感阵列串扰解决方法

5

作者 王小东 陈俊鹏 裴泽光 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期86-93,共8页

为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系... 为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获取的压力分布云图中的异常值进行处理;针对串扰现象,构建了U-Net卷积神经网络模型,采用机器学习方法对织物压力传感阵列系统生成的压力云图进行修正,设计了模型输入、输出数据集的采集方法。结果表明,经中值滤波算法处理后的压力云图的峰值信噪比处于30~40 dB之间,反映出中值滤波算法对异常值处理的效果较为理想;U-Net卷积神经网络模型训练过程中的均方根误差最终达到7.1,表明模型获得了较好的训练效果,通过与无串扰效应的柔性压力传感阵列采集的压力云图进行对比,表明U-Net模型能够有效消除串扰现象对织物压力传感阵列压力云图显示结果的影响。 展开更多

关键词 织物压力传感阵列 中值滤波 U-Net卷积神经网络 足底压力监测 串扰

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层叠式织物压力分布传感系统的构建及测试

6

作者 陈俊鹏 王小东 +2 位作者 张积康 吕鹏 裴泽光 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第2期9-17,共9页

为实现对人体或物体的压力分布特征的监测,构建了一种层叠式织物压力分布传感系统。该系统由织物压力传感阵列、封装织物层以及数据采集模块组成,织物压力传感阵列由两层基底织物对向叠放构成,其中沿上层基底织物底面纬向和下层基底织... 为实现对人体或物体的压力分布特征的监测,构建了一种层叠式织物压力分布传感系统。该系统由织物压力传感阵列、封装织物层以及数据采集模块组成,织物压力传感阵列由两层基底织物对向叠放构成,其中沿上层基底织物底面纬向和下层基底织物顶面经向分别等间隔缝纫有镀银导电纱线并印刷压敏材料,在经向和纬向导电纱线的交会处形成传感单元。对织物压力分布传感系统的传感单元的电力学性能进行了实验研究,并对构建的织物压力分布传感系统进行了测试。结果表明:传感单元电阻值的倒数与压强近似呈线性关系,展现出良好的压阻响应特性;经过500次循环压力测试,传感单元可对外界信号作出稳定的响应;采用双层叠合结构的压力传感阵列使织物压力分布传感系统中各传感单元初始状态一致性较好,并有效减轻了传感单元之间因串并联通路而引入的噪声干扰,因此可较好地呈现被测物体所施加压力的分布特征。 展开更多

关键词 织物压力传感阵列 叠合结构 压力分布 电力学性能 压力云图

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宏弯光纤应变传感经编织物的设计 被引量：8

7

作者 杨昆 王飞翔 张诚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期44-49,共6页

为开发一种利用宏弯原理测量人体呼吸和心跳的光纤传感织物,设计了以棉纱编织的经绒斜为地组织,以直径为1 000μm的聚合物光纤为衬纬纱的经编衬纬复合织物。通过光纤弯曲实验研究了光纤弯曲曲率半径与光信号衰减之间的关系,确定了衬纬... 为开发一种利用宏弯原理测量人体呼吸和心跳的光纤传感织物,设计了以棉纱编织的经绒斜为地组织,以直径为1 000μm的聚合物光纤为衬纬纱的经编衬纬复合织物。通过光纤弯曲实验研究了光纤弯曲曲率半径与光信号衰减之间的关系,确定了衬纬光纤的初始弯曲曲率半径为10 mm,选择传感循环单元数为2;通过比较分析双梳经编织物组织的特点,确定了传感织物的地组织。在此基础上设计了织物垫纱运动图和线圈密度,并在手动经编小样织机上编织出传感织物;最后对这些织物进行了测试。结果表明,传感织物可通过电压值变化的形式反映出拉伸过程中光信号相对于织物形状的变化。 展开更多

关键词 宏弯原理 光纤 经编 衬纬纱 传感织物

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用于在线冲击测量的大变形织物基应变传感技术 被引量：4

8

作者 陶肖明 朱波 +1 位作者 李乔 王俊璞 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期45-50,共6页

防冲击与碰撞保护领域要求材料与装置具有柔性和大变形的特征,现有测量技术不能达到此要求,因此,有必要发展相应的测量技术,在线得到瞬间的应力/应变分布,作为评估材料与装置防冲击与保护性能的基础依据。首次研发了一种新型、柔性、可... 防冲击与碰撞保护领域要求材料与装置具有柔性和大变形的特征,现有测量技术不能达到此要求,因此,有必要发展相应的测量技术,在线得到瞬间的应力/应变分布,作为评估材料与装置防冲击与保护性能的基础依据。首次研发了一种新型、柔性、可测量冲击大变形的纺织基应变传感技术,并应用于防弹材料的高速冲击在线测试。其中织物应变传感单元,测量范围可达60%,且满足不同应变率(0.05～1 000 s-1)的电力学响应要求。模拟力学领域的黏弹性理论,建立了表征应变传感单元的电力学模型,并用高速冲击试验验证模型。织物应变传感器连接电路以针织结构为基体,将细金属丝形成线圈结构,可承受160%的拉伸变形。为实现传感单元与针织电路的可靠电学连接,建立了一种弹性的连接模型。在防弹材料的高速冲击测试中,良好的电学信号输出显示了此测量技术的实用性。 展开更多

关键词 高速冲击 柔性 大变形 织物传感 电力学性能

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基于全织物传感网络的温敏服装设计 被引量：6

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作者 陈慧 王玺 +1 位作者 丁辛 李乔 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期118-123,129,共7页

为实现对人体皮肤温度的实时监测,在深入研究现有监测技术的基础上,结合人体不同部位皮肤温度分布存在差异,以及人们对温敏服装的可重复性及舒适性的要求,通过建立人体区域传感网络的阵列式排列模型与数据采集存储系统的设计方法,最终... 为实现对人体皮肤温度的实时监测,在深入研究现有监测技术的基础上,结合人体不同部位皮肤温度分布存在差异,以及人们对温敏服装的可重复性及舒适性的要求,通过建立人体区域传感网络的阵列式排列模型与数据采集存储系统的设计方法,最终制备基于全织物传感网络的温敏服装。测试全织物温度传感网络的拉伸回复性,证明其具有较高的稳定性。测试温敏服装的温敏性并评估其可重复性和舒适性,证明其具有较高的灵敏度及良好的实用性。综合比较数据采集模块的实用性,最终开发出便携式数据采集存储系统。结合数据采集系统采用温敏服装实时监测人体皮肤温度,证明可通过人体温度的变化曲线追踪人体的呼吸状态,同时满足舒适性要求。 展开更多

关键词 全织物传感网络 织物温度传感器 温敏服装 数据采集系统 智能纺织品

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织物传感智能腿套的肌电信号拟合性能研究 被引量：4

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作者 张佳慧 王建萍 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期29-34,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 智能腿套 织物传感 表面肌电信号 拟合性能 电极

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织物传感阵列制备与压力分布检测系统设计

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作者 王小东 许松林 裴泽光 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期63-69,共7页

为解决独居老人摔倒检测的问题,设计出一种低成本的织物压力传感阵列及压力分布检测系统。通过将一组若干镀银导电纱线沿基底织物经向间隔地排列在基底织物的正面,另一组若干镀银导电纱线沿基底织物纬向间隔地排列在经向镀银导电纱线的... 为解决独居老人摔倒检测的问题,设计出一种低成本的织物压力传感阵列及压力分布检测系统。通过将一组若干镀银导电纱线沿基底织物经向间隔地排列在基底织物的正面,另一组若干镀银导电纱线沿基底织物纬向间隔地排列在经向镀银导电纱线的上方,在两组镀银导电纱线的交会处设有压力传感单元。针对传感单元进行电力学试验测试,并基于Arduino单片机和多路复用器设计传感阵列的压力分布检测系统,通过检测阵列中所有传感单元受压下的电阻值获得压力分布结果。结果表明:传感单元的电阻随压力的增加而呈指数下降,表现出显著的压阻效应,最大检测压强为25 kPa,并具有可靠的电力学稳定性;传感阵列的压力分布检测可获得作用在传感阵列上的压力分布情况,可为后续检测老年人跌倒情况奠定基础。 展开更多

关键词 织物传感阵列 压力分布检测系统 丝网印刷 镀银导电纱线

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基于多重氢键网络与动态二硫键聚氨酯基涂层剂的制备与应用

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作者 任栋湧 荣立夺 +3 位作者 毛志平 钟毅 王碧佳 冯雪凌 《印染》 2025年第10期6-10,共5页

以聚乙二醇(PEG)为软段,4,4′-二异氰酸酯二环己基甲烷(HMDI)为硬段,己二酸二酰肼(ADH)与4,4′-二氨基二苯二硫醚(DADPS)为扩链剂,采用一锅法成功合成了具有自愈合性能的聚氨酯,并通过掺杂1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺([E... 以聚乙二醇(PEG)为软段,4,4′-二异氰酸酯二环己基甲烷(HMDI)为硬段,己二酸二酰肼(ADH)与4,4′-二氨基二苯二硫醚(DADPS)为扩链剂,采用一锅法成功合成了具有自愈合性能的聚氨酯,并通过掺杂1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺([EMIM][TFSI])离子液体开发出多功能织物涂层剂。结果显示:当n(ADH)∶n(DADPS)>1时,涂层处理可显著提升涤纶织物的力学性能,涤纶织物SPUA-T的断裂应力和延伸率分别达坯布的1.7倍和1.88倍;当n(ADH)∶n(DADPS)≤1时,材料展现出优异的自愈合性能(80℃下3 h可完全修复划痕)。该涂层剂不仅赋予织物良好的热稳定性和抗穿刺性,还具有精准的手指和手腕运动信号监测功能。 展开更多

关键词 织物涂层剂 聚氨酯 自修复 增强增韧 传感织物

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