傳感器紗線制造技術

本發明專利技術涉及一種具有紗芯（11）的傳感器紗線（10），圍繞著所述紗芯（11）螺旋狀地纏繞著第一導體（12）和第二導體（13）。所述兩根導體（12、13）相對于彼此并且相對于所述紗芯（11）在電方面被絕緣。所述兩根導體（12、13）與所述紗芯（11）形成一個電容的結構元件（15）。對于第一傳感器紗線（10a）來說，每長度單位的電容（CI）沿著所述傳感器紗線的延伸方向（E）變化。這可以通過在所述第一導體（12）或者第二導體（13）的繞組幾何形狀中的變化或者通過所述傳感器紗線（10）的相對介電常數（ε）的變化來進行。第二傳感器紗線（10b）具有光敏的材料（30），從而通過入射的光（L）可以引起長度變化。所述傳感器紗線（10a、10b）的長度變化或者其它的變形引起以下結果：所述相關的傳感器紗線（10a、10b）的總電容（CG）發生變化，這一點可以通過測評單元（17）來檢測。

Sensor yarn

The present invention relates to a sensor yarn (10) having a yarn core (11), a first conductor (a) and a second conductor (13) spirally wound around the yarn core (11). The 11 conductors (12, 13) are insulated from each other relative to each other and are electrically insulated from the yarn core (a). The two conductors (12, 13) form a capacitive structural element (15) with the yarn core (11). For a first sensor yarn (10a), the capacitance per unit length (CI) varies along the extension direction (E) of the sensor yarn. This can be done by changing the winding geometry of the first conductor (12) or the second conductor (13) or by the relative permittivity (epsilon) of the sensor yarn (10). The second sensor yarn (10b) has a photosensitive material (30), which can cause a change in the length of the incident light (L). The sensor (10a, 10b) of the yarn length changes or other deformation caused by the following results: the related yarn sensor (10a, 10b) of the total capacitance (CG) changes, this can be through the evaluation unit (17) to detect.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于用在紡織材料件中的傳感器紗線。所述傳感器紗線具有紗芯，所述紗芯的縱向中軸線沿著一種延伸方向延伸。所述紗芯可以單絲地或者由多根纖維或者長絲所構成。所述紗芯優選能夠沿著延伸方向有彈性地拉伸。所述傳感器紗線的可拉伸性可以與一種材料相匹配并且因此可以在很大的范圍內變化，其中將所述傳感器紗線集成到所述材料中。為了構成電容的構件，第一導體和第二導體相應地螺旋狀地或者蝸狀地相對于所述延伸方向來纏繞。所述傳感器紗線可以構造為捻線或者構造為包線。所述兩根導體因此可以被纏繞在所述紗芯中并且/或者圍繞著所述紗芯來纏繞。所述兩根導體相對于彼此在電方面被絕緣。比如所述兩根導體中的至少一根導體通過圍繞著所述能導電的紗芯的漆層或者涂層來絕緣。
技術介紹
傳感器紗線比如在DE102008003122A1中得到了說明。所述紗線在那里用于檢測醫學的針織品或者編結物中的拉應力。紗線擁有芯線，在一種實施例中包線可以圍繞著所述芯線來纏繞。如果沿著所述紗線的延伸方向將其彎曲或者拉伸，那么所述紗線的電的特性、比如導電性和/電容就發生變化。比如可以使用雙金屬線作為包線。DE10342787A1說明了一種能導電的紗線，對于該紗線來說圍繞著芯線盤繞著至少一根能導電的線。另一種能導電的紗線在DE102006017340A1中得到了公開。此外，圍繞著所述圍繞著芯線來盤繞的、能導電的線纏繞著不傳導的復絲，所述復絲優選應該面狀地放到所述芯線上，從而在紡織材料中的兩根能導電的紗線接觸時不會產生無意的導電的接觸。目前在極為不同的應用領域內使用傳感的紡織材料。比如這樣的傳感的紡織材料可以檢測壓力、拉力或者類似的力。在許多應用情況中，起作用的力的定位也是有利的或者是必需的。而后，經常將傳感的紗線以緊密的矩陣狀的圖案來添入到所述紡織材料中，從而產生相互交織的傳感的紗線的、二維的圖案。如果在特定的位置上有力作用于這個表面或者有物體接近這個表面，那就可以根據所述傳感的紗線的密度來通過所述傳感的矩陣對所述力或者物體的接近進行定位。用于這樣的傳感的紡織材料的開銷比較大，由此所述紡織材料相應變得比較昂貴。作為其后果，對于傳感的紡織材料的加工一如既往地較少。
技術實現思路
因此，對傳感器紗線進行改進可以被視為本專利技術的任務。該任務通過一種具有專利權利要求1的特征的傳感器紗線以及一種具有專利權利要求11的特征的傳感器紗線得到解決。所述按本專利技術的第一種解決方案規定了一種傳感器紗線，該傳感器紗線可以構造為具有紗芯的包線或者構造為捻線。所述傳感器紗線擁有至少一根第一導體和至少一根第二導體，其中，所述兩根導體中的至少一根導體相對于所述傳感器紗線的延伸方向螺旋狀纏繞。所述兩根導體在此可以交織地并且/或者相應地用同一種線匝斜度并排地無交織地被纏繞到所述紗芯上或者所述紗芯可以具有或者形成所述兩根導體之一（包線）。對于捻線來說，一根或者兩根導體可以螺旋狀地來纏繞。所述兩根導體相對于彼此在電方面被絕緣，由此所述由至少一根第一導體和至少一根第二導體構成的導體對與另外的紗線組成部分、比如與所述紗芯一起構成一個電容的構件。所述另外的紗線組成部分或者所述紗芯代表著所述電容的構件的電介質。這個電容的構件的特征在于，其每長度單位的電容沿著所述紗芯的延伸方向并且由此沿著所述傳感器紗線的延伸方向而變化。可以連續地并且/或者分階段地或者分段地設置所述電容的構件的、每長度單位的電容的變化。比如所述電容的構件可以具有沿著延伸方向彼此先后相隨的、具有不同的電容的紗線區段。在此，紗線區段中的、每長度單位的電容可以是恒定的。也可以至少分段地連續地改變所述電容的構件的每長度單位的電容，比如首先連續地從所述每長度單位的電容的最小值一直提高到最大值并且/或者從所述每長度單元的電容的最大值一直降低到最小值。所述每長度單位的、連續地或者分段地變化的電容的量化值可以自所述傳感器紗線的特定的紗線長度起重復。所述傳感器紗線的兩個任意的區段擁有每長度單位的、彼此有別的電容，如果它們以相同的長度具有彼此不同的總電容。用所述傳感器紗線可以檢測作用于所述傳感器紗線的力、比如壓力和/拉力、力的變化、用液態的或者蒸汽狀的介質進行介質加載的情況或者物體的接近、（由于所述傳感器紗線的長度變化引起的）溫度變化或者類似參量。通過所述每長度單位的、沿著延伸方向有針對性地變化的電容，可以實現沿著延伸方向的分辨率。因為有待感測的、對所述傳感器紗線的影響現在不僅僅取決于所述影響的類型和量，而且也取決于位置，在該位置上對所述傳感器紗線產生影響。比如，特定長度的傳感器紗線的總電容取決于：所述電容的構件在所述影響的位置上具有每長度單位的何種電容。由此，通過所述按本專利技術的第一種解決方案的傳感器紗線，可以提供一種傳感的紡織材料件，對于該紡織材料件來說所述傳感器紗線再也不能交織地布置在矩陣中，而是只能彼此平行地沿著一種方向來布置。在出現有待感測的影響時，被織入到所述紡織材料件中的傳感器紗線的總電容發生變化。通常比如在接觸所述紡織材料件時或者在接近所述紡織材料件時，多根傳感器紗線的總電容受到不好的影響。因為傳感器紗線的、每個電容的傳感器的、沿著延伸方向的電容發生變化，由此可以從中實施定位。傳感的紡織材料件的制造通過所述按本專利技術的傳感器紗線明顯地得到簡化。尤其在一個唯一的側面上與傳感的紡織材料件進行電接觸就已足夠，因為所述傳感器紗線再也不必像以往一樣交織地朝兩個方向上下疊放。由此，傳感的紡織材料的制造明顯地得到簡化。優選所述電容的構件的、在第一紗線區段中的、每長度單位的電容不同于在所述傳感器紗線的另一個第二紗線區段中的、每長度單位的電容。尤其可以存在至少兩個紗線區段，為所述至少兩個紗線區段分別分配了每長度單位基本上恒定的電容。比如所述第一紗線區段可以具有每長度單位的第一電容，所述第二紗線區段可以具有每長度單位的第二電容，第三紗線區段可以具有每長度單位的第三電容等等。在這樣的、具有每長度單位的不同的電容的紗線區段之間，可以分別存在一個過渡區段，在所述過渡區段中所述電容連續地變化。在取決于通過何種措施來改變所述每長度單位的電容的情況下，出于制造技術上的原因而可能有必要的是，設置這樣的過渡區段。因為并不總是可以在所述傳感器紗線的一個位置上可以這樣說類似跳躍地擴大或者減小所述每長度單位的電容。沿著延伸方向的、每長度單位的電容的變化在一種實施例中為至少0.03pF并且/或者最大250pF。比如可以存在兩個或者更多個紗線區段，其中，所述電容在彼此先后相隨的紗線區段-連同可能處于其之間的過渡區段-之間相應地以至少0.03pF的幅度進行變化。具有每長度單位的最小的電容的紗線區段與具有每長度單位的最大的電容的紗線區段之間的差可以高達250pF或者更大。為了改變所述電容的構件的、沿著延伸方向的、每長度單位的電容，可以設置一項或者多項措施。在一種實施例中，每長度單位的電容的變化可以通過以下方式來實現：設置了所述紗芯的、每長度單位的、線匝的數目的變化。作為替代方案或者補充方案，也可以設置所述至少一根第一導體和/或至少一根第二導體的、螺旋狀的繞組的、斜度的變化。所述兩根導體的、螺旋狀的繞組的斜度可以在共同的紗線區段中具有同一個量和/或同一個數值。當然也可能的是，所述兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
傳感器紗線（10a），具有沿著延伸方向（E）延伸的紗芯（11）；具有至少一根第一導體（12）和一根第二導體（13），其中，所述兩根導體（12、13）中的至少一根導體螺旋狀地相對于所述延伸方向（E）來纏繞，其中，所述至少一根第一導體（12）和所述至少一根第二導體（13）是電容的構件（15）的組成部分，并且其中，所述電容的構件（15）具有所述傳感器紗線（10）的、每長度單位（l）的、沿著延伸方向（E）變化的電容（C1）。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.24 DE 102014103978.51.傳感器紗線（10a），具有沿著延伸方向（E）延伸的紗芯（11）；具有至少一根第一導體（12）和一根第二導體（13），其中，所述兩根導體（12、13）中的至少一根導體螺旋狀地相對于所述延伸方向（E）來纏繞，其中，所述至少一根第一導體（12）和所述至少一根第二導體（13）是電容的構件（15）的組成部分，并且其中，所述電容的構件（15）具有所述傳感器紗線（10）的、每長度單位（l）的、沿著延伸方向（E）變化的電容（C1）。2.按權利要求1所述的傳感器紗線，其特征在于，所述兩根導體之一（12）通過紗芯（11）來構成并且所述另一根導體（13）圍繞著所述紗芯（11）來纏繞，或者所述兩根導體（12、13）圍繞著紗芯（11）來纏繞，或者所述兩根導體之一（13）是所述紗芯（11）的組成部分并且所述另一根導體（13）圍繞著所述紗芯（11）來纏繞。3.按權利要求1或2所述的傳感器紗線，其特征在于，第一紗線區段（21）中的、每長度單位（l）的電容（C1）不同于其它紗線區段（22、23）中的、每長度單位（l）的電容（C1）。4.按權利要求3所述的傳感器紗線，其特征在于，存在著至少兩個紗線區段（21、22、23），其中所述電容的構件（15）相應地具有每長度單位（l）的、基本上恒定的電容（C11、C12、C13）。5.按權利要求4所述的傳感器紗線，其特征在于，在兩個相鄰的、具有每長度單位（l）的不同的電容（C11、C12、C13）的紗線區段（21、22或者說22、23）之間存在著過渡區段（24），在所述過渡區段中所述每長度單位（l）的電容（C1）連續地變化。6.按前述權利要求中任一項所述的傳感器紗線，其特征在于，所述每長度單位（l）的電容（C1）的量沿著延伸方向（E）以至少0.03pF的幅度并且/或者以最大250pF以下的幅度來變化。7.按權利要求6并且按權利要求3到5中任一項所述的傳感器紗線，其特征在于，存在著至少三個具有每長度單位（l）的不同大小的電容（C11、C12、C13）的紗線區段（21、22、2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C里特米勒，B貝施，S霍因基斯，
申請(專利權)人：鄧肯多夫德國紡織及纖維研究所，
類型：發明
國別省市：德國;DE