水滴傳感器織物制造技術

本實用新型專利技術提供一種水滴傳感器織物，能實現大面積、形狀不規則場合下的水滴有無檢測?？椢锇ń浖喓途暭啠浖啿捎貌粚щ娀w復絲和導電絲兩種紗線，導電絲布置在左右兩側布邊位置，不導電化纖復絲布置在布身；緯紗采用不導電化纖復絲和導電復絲兩種紗線，不導電化纖復絲作為主要紗線與兩種經紗交織形成織物主體，導電復絲作為功能紗線，沿經紗方向間隔一定距離布置，且交替的在接近左右側布邊處斷開一定距離。優選的，導電緯紗沿經紗方向間隔布置時，彼此間距離為2～10mm，其在接近一側布邊處斷開的距離為1～5mm。

【技術實現步驟摘要】


本專利技術涉及一種織物及其生產方法，特別是一種水滴傳感器織物及其生產方法，屬于紡織技術與傳感器


技術介紹

目前，市場上已有一些小型水滴傳感器，可應用于智能窗簾、汽車雨刷器以及其他需要檢測有無水滴的場合。這類水滴傳感器一般是在一塊微小電路板上鍍上兩個柵狀電極而成，利用水的導電性工作，其性能穩定，能滿足一般場合使用要求。但這類水滴傳感器的缺點也很明顯：只能實現小面積、固定位置的檢測，對于一些重要場合并不適用。如現代化的機房由于集中裝有眾多服務器、工作站等重要信息設備，需要對溫度和濕度嚴格控制，大多數機房裝有精密空調系統。此時，防水的對象是位置并不確定的凝結水，非大面積檢測不能實現。再如，醫療領域內，需要隨時監測危重病人的血液外滲或排汗排尿情況，不但需要大面積的水滴傳感器，還需要其是柔性的。
為此，國內外出現了一些新型基于紡織品的水滴傳感器。專利“基于分壓補償的傳感電纜泄漏檢測精確定位方法”（申請號201210285876.6）提及了一種纜繩狀水滴傳感器，遇水后纜繩上的填充物質發生膨脹變形，接通纜繩上的兩根導電線，從而感應出液態水的存在。這種傳感器纜繩雖然是柔性的，但缺點是不能大面積使用。專利“濕度傳感器及其管理系統”（申請號200880012439.9）提供一種濕度傳感器，包括兩個電極板和處于其間的用于吸收濕氣的吸收層等，通過實時檢測所述電極板之間的電容變化和電阻變化而測量濕度，其一個或兩個電極板可以是織物，但這里織物主要充當兩塊極板，中間還有吸收層，造成傳感器有一定厚度，不利其大面積使用。專利“具有濕度傳感器的針織品”（申請號201010610780.3）提供一種具有濕度傳感器的針織品，采取柵狀電極結構，利用紗線遇水導電性變化來檢測有無水滴。這種水滴傳感器織物采用針織結構，適合作內衣，由于針織物的保形性、牢固性較差，不適合工業場合使用。
因此，研究制作一種牢固可靠、反應迅速、使用方便的傳感器織物，可用于大到機房、倉庫凝結水、漏水的檢測，小到嬰兒、病人血液外滲、汗液尿液檢測，市場前景廣泛。

技術實現思路

本專利技術所要解決的技術問題是克服上述
技術介紹
的不足，提供一種水滴傳感器織物及其生產方法。
本專利技術提供的技術方案是：經紗采用不導電化纖復絲和導電絲兩種紗線，導電絲布置在左右兩側布邊位置，不導電化纖復絲布置在布身；緯紗采用不導電化纖復絲和導電復絲兩種紗線，不導電化纖復絲作為主要紗線與兩種經紗交織形成織物主體，導電復絲作為功能紗線，沿經紗方向間隔一定距離布置，且交替的在接近左右側布邊處斷開一定距離。
對于本專利技術提供的水滴傳感器織物，考慮到水滴落于布面時形成的浸潤面大小，并從節省材料起見，本專利技術中導電緯紗沿經紗方向間隔布置時，彼此間距離優選為2～10mm。
對于本專利技術提供的水滴傳感器織物，為不破壞織物的結構和不增加剪紗的難度起見，本專利技術中，導電緯紗在接近一側布邊處斷開的距離優選為1～5mm。
對于本專利技術提供的水滴傳感器織物，導電緯紗的主要作用是充分與經紗接觸并傳導電流，是不良導電體對良好導電體的接觸。因此，本專利技術中的導電緯紗采用的導電復絲為鍍有金屬的化纖復絲或多股金屬絲。
對于本專利技術提供的水滴傳感器織物，導電經紗的主要作用是與導電緯紗接觸并傳導電流，是良好導電體對良好導電體的接觸。因此，本專利技術中，經紗采用的導電絲優選為鍍有金屬的化纖復絲、鍍有金屬的化纖單絲、多股金屬絲、單股金屬絲中的一種或其與普通紗線并捻而成的包纏紗。
本專利技術所述水滴傳感器織物使用時，只要用普通的鱷魚夾夾住兩側布邊，通上低壓電即可。正常狀態下，兩側布邊不導通；當水滴滴落或沾附于織物布身時，水的導電性將使得相鄰的導電緯紗導通，兩側布邊彼此間也隨之導通。
采用本專利技術的有益之處是：首先，本專利技術實現了大面積、水滴少且位置不確定情況下的檢測；其次，本專利技術具備織物的柔性，能適應各種不同形狀和環境；再次，本專利技術反應迅速、牢固可靠。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。
圖1是本專利技術水滴傳感器織物的結構示意圖。
圖2是本專利技術水滴傳感器織物的生產時未剪紗時半成品的結構示意圖。
圖3和圖4是本專利技術水滴傳感器織物的生產時未剪紗時半成品的不同位置的剖視圖。
圖5是本專利技術水滴傳感器織物的生產時的上機圖，其中“2×n”的“2”及指代圖1～4中的對應紗線，“×n”意為其循環次數，“1×m”類同。
具體實施方式
圖1中，水滴傳感器織物由不導電經紗1、導電經紗2、不導電緯紗3和導電緯紗4組成，導電經紗2布置在左右兩側布邊位置，不導電經紗1布置在布身；不導電緯紗3作為主要紗線與兩種經紗交織形成織物主體，導電緯紗4作為功能紗線，沿經紗方向間隔一定距離布置，且交替的在接近左右側布邊處斷開一定距離，從而形成柵狀電極。
圖1展示了水滴傳感器織物的基本結構與原理，但紡織紗線種類眾多，不導電紗線和導電紗線究竟采用何種紗線才能使其性能可靠、反應迅速，則需結合實驗進一步優選。
首先需要選取合適的不導電紗線。目前傳統紗線如棉毛絲麻和各式常用化纖均為不導電紗線，這種情況下選擇紗線的主要因素是吸水后的導電性以及吸水的快慢，次要因素是成本。為此，本專利技術實施時比較了化纖復絲和純棉單紗兩種紗線遇水的導電性，實驗方法是采用萬用表測試1cm長兩種紗線遇水后的導電性，其中化纖復絲采用75D/48F的滌綸網絡絲，棉紗為C40S純棉紗。實驗結果如表1和表2所示。通過比較發現，雖然常態下滌綸網絡絲的電阻大于純棉紗，但遇水后滌綸網絡絲的電阻小于純棉紗，即遇水后的滌綸網絡絲導電性優于純棉紗。
表1滌綸網絡絲遇水電阻變化情況（單位：MΩ）
表2純棉紗遇水電阻變化情況（單位：MΩ）
此外，考慮到傳感器應具有較快的響應速度，本專利技術還通過實驗比較了不同紗線及其形成織物吸水的快慢。實驗對象仍為上述的滌綸網絡絲與純棉紗，實驗方法是滴管滴下有色墨水后進行觀察，結果證實吸水速度上滌綸網絡絲快于純棉紗。實驗繼續比較了同種情況下，經緯均為滌綸網絡絲、經為純棉紗緯為滌綸網絡絲、經緯均為純棉紗三種織物的吸水速度，結果為：經緯均為滌綸網絡絲＞經為純棉紗緯為滌綸網絡絲＞經緯均為純棉紗。實驗還發現經紗為純棉紗緯紗為滌綸網絡絲吸水后印跡為扁平形，其他二者為圓形，更印證了吸水速度上滌綸網絡絲快于純棉紗。究其原因，雖然棉纖維吸濕性優于滌綸，但是棉紗是棉纖維加捻而來的，結構緊密，液態水難以進入，而滌綸網絡絲是多股滌綸長絲并合在一起，結構疏松，遇液態水容易形成芯吸效應。最后，成本方面，化纖遠低于純棉。
綜合以上各因素，本專利技術不導電經緯紗均采用化纖復絲，本實施例的不導電經紗1和不導電緯紗3均選擇75D/48F滌綸網絡絲。
選定不導電紗后，需要選擇導電紗線。導電紗線的選取更加重要，從使用角度看，遇水前水滴傳感器織物電阻越大越好，遇水后電阻越小越好。目前紡織常用的導電紗線主要有：金屬長絲、多股金屬長絲、金屬短纖與棉等混紡紗、外鍍金屬的化纖單絲、外鍍金屬的化纖復絲或其上任一種與常用紗線并捻成的包纏紗。本專利技術首先選用了68D不銹鋼長絲、32S不銹鋼混紡紗（30%不銹鋼纖維/70%滌綸）和70D/36F鍍銀長絲分別作為導電緯紗4，考慮到可織性選用了鍍銀長絲作為導電經紗2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水滴傳感器織物，包括經紗和緯紗，其特征是：經紗采用不導電化纖復絲和導電絲兩種紗線，導電絲布置在左右兩側布邊位置，不導電化纖復絲布置在布身；緯紗采用不導電化纖復絲和導電復絲兩種紗線，不導電化纖復絲作為主要紗線與兩種經紗交織形成織物主體，導電復絲作為功能紗線,沿經紗方向間隔一定距離布置，且交替的在接近左右側布邊處斷開一定距離。

【技術特征摘要】
1.一種水滴傳感器織物，包括經紗和緯紗，其特征是：經紗采用不導電化纖復絲和導電絲兩種紗線，導電絲布置在左右兩側布邊位置，不導電化纖復絲布置在布身；緯紗采用不導電化纖復絲和導電復絲兩種紗線，不導電化纖復絲作為主要紗線與兩種經紗交織形成織物主體，導電復絲作為功能紗線,沿經紗方向間隔一定距離布置，且交替的在接近左右側布邊處斷開一定距離。
2.如權利要求1所述的水滴傳感器織物，其特征是：導電緯紗沿經紗方向間隔布置時，彼此間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐帥，楊曉芳，劉華，錢飛，毛維玉，莊時尚，
申請(專利權)人：鹽城工業職業技術學院，
類型：新型
國別省市：江蘇;32