CN106661780A - 传感器纱线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有纱芯（11）的传感器纱线（10），围绕着所述纱芯（11）螺旋状地缠绕着第一导体（12）和第二导体（13）。所述两根导体（12、13）相对于彼此并且相对于所述纱芯（11）在电方面被绝缘。所述两根导体（12、13）与所述纱芯（11）形成一个电容的结构元件（15）。对于第一传感器纱线（10a）来说，每长度单位的电容（CI）沿着所述传感器纱线的延伸方向（E）变化。这可以通过在所述第一导体（12）或者第二导体（13）的绕组几何形状中的变化或者通过所述传感器纱线（10）的相对介电常数（ε）的变化来进行。第二传感器纱线（10b）具有光敏的材料（30），从而通过入射的光（L）可以引起长度变化。所述传感器纱线（10a、10b）的长度变化或者其它的变形引起以下结果：所述相关的传感器纱线（10a、10b）的总电容（CG）发生变化，这一点可以通过测评单元（17）来检测。

Description

传感器纱线
技术领域
本发明涉及一种用于用在纺织材料件中的传感器纱线。所述传感器纱线具有纱芯，所述纱芯的纵向中轴线沿着一种延伸方向延伸。所述纱芯可以单丝地或者由多根纤维或者长丝所构成。所述纱芯优选能够沿着延伸方向有弹性地拉伸。所述传感器纱线的可拉伸性可以与一种材料相匹配并且因此可以在很大的范围内变化，其中将所述传感器纱线集成到所述材料中。
为了构成电容的构件，第一导体和第二导体相应地螺旋状地或者蜗状地相对于所述延伸方向来缠绕。所述传感器纱线可以构造为捻线或者构造为包线。所述两根导体因此可以被缠绕在所述纱芯中并且/或者围绕着所述纱芯来缠绕。所述两根导体相对于彼此在电方面被绝缘。比如所述两根导体中的至少一根导体通过围绕着所述能导电的纱芯的漆层或者涂层来绝缘。
背景技术
传感器纱线比如在DE 10 2008 003 122 A1中得到了说明。所述纱线在那里用于检测医学的针织品或者编结物中的拉应力。纱线拥有芯线，在一种实施例中包线可以围绕着所述芯线来缠绕。如果沿着所述纱线的延伸方向将其弯曲或者拉伸，那么所述纱线的电的特性、比如导电性和/电容就发生变化。比如可以使用双金属线作为包线。
DE 103 42 787 A1说明了一种能导电的纱线，对于该纱线来说围绕着芯线盘绕着至少一根能导电的线。
另一种能导电的纱线在DE 10 2006 017 340 A1中得到了公开。此外，围绕着所述围绕着芯线来盘绕的、能导电的线缠绕着不传导的复丝，所述复丝优选应该面状地放到所述芯线上，从而在纺织材料中的两根能导电的纱线接触时不会产生无意的导电的接触。
目前在极为不同的应用领域内使用传感的纺织材料。比如这样的传感的纺织材料可以检测压力、拉力或者类似的力。在许多应用情况中，起作用的力的定位也是有利的或者是必需的。而后，经常将传感的纱线以紧密的矩阵状的图案来添入到所述纺织材料中，从而产生相互交织的传感的纱线的、二维的图案。如果在特定的位置上有力作用于这个表面或者有物体接近这个表面，那就可以根据所述传感的纱线的密度来通过所述传感的矩阵对所述力或者物体的接近进行定位。
用于这样的传感的纺织材料的开销比较大，由此所述纺织材料相应变得比较昂贵。作为其后果，对于传感的纺织材料的加工一如既往地较少。
发明内容
因此，对传感器纱线进行改进可以被视为本发明的任务。
该任务通过一种具有专利权利要求1的特征的传感器纱线以及一种具有专利权利要求11的特征的传感器纱线得到解决。
所述按本发明的第一种解决方案规定了一种传感器纱线，该传感器纱线可以构造为具有纱芯的包线或者构造为捻线。所述传感器纱线拥有至少一根第一导体和至少一根第二导体，其中，所述两根导体中的至少一根导体相对于所述传感器纱线的延伸方向螺旋状缠绕。所述两根导体在此可以交织地并且/或者相应地用同一种线匝斜度并排地无交织地被缠绕到所述纱芯上或者所述纱芯可以具有或者形成所述两根导体之一（包线）。对于捻线来说，一根或者两根导体可以螺旋状地来缠绕。
所述两根导体相对于彼此在电方面被绝缘，由此所述由至少一根第一导体和至少一根第二导体构成的导体对与另外的纱线组成部分、比如与所述纱芯一起构成一个电容的构件。所述另外的纱线组成部分或者所述纱芯代表着所述电容的构件的电介质。
这个电容的构件的特征在于，其每长度单位的电容沿着所述纱芯的延伸方向并且由此沿着所述传感器纱线的延伸方向而变化。可以连续地并且/或者分阶段地或者分段地设置所述电容的构件的、每长度单位的电容的变化。比如所述电容的构件可以具有沿着延伸方向彼此先后相随的、具有不同的电容的纱线区段。在此，纱线区段中的、每长度单位的电容可以是恒定的。也可以至少分段地连续地改变所述电容的构件的每长度单位的电容，比如首先连续地从所述每长度单位的电容的最小值一直提高到最大值并且/或者从所述每长度单元的电容的最大值一直降低到最小值。所述每长度单位的、连续地或者分段地变化的电容的量化值可以自所述传感器纱线的特定的纱线长度起重复。
所述传感器纱线的两个任意的区段拥有每长度单位的、彼此有别的电容，如果它们以相同的长度具有彼此不同的总电容。
用所述传感器纱线可以检测作用于所述传感器纱线的力、比如压力和/拉力、力的变化、用液态的或者蒸汽状的介质进行介质加载的情况或者物体的接近、（由于所述传感器纱线的长度变化引起的）温度变化或者类似参量。
通过所述每长度单位的、沿着延伸方向有针对性地变化的电容，可以实现沿着延伸方向的分辨率。因为有待感测的、对所述传感器纱线的影响现在不仅仅取决于所述影响的类型和量，而且也取决于位置，在该位置上对所述传感器纱线产生影响。比如，特定长度的传感器纱线的总电容取决于：所述电容的构件在所述影响的位置上具有每长度单位的何种电容。由此，通过所述按本发明的第一种解决方案的传感器纱线，可以提供一种传感的纺织材料件，对于该纺织材料件来说所述传感器纱线再也不能交织地布置在矩阵中，而是只能彼此平行地沿着一种方向来布置。在出现有待感测的影响时，被织入到所述纺织材料件中的传感器纱线的总电容发生变化。通常比如在接触所述纺织材料件时或者在接近所述纺织材料件时，多根传感器纱线的总电容受到不好的影响。因为传感器纱线的、每个电容的传感器的、沿着延伸方向的电容发生变化，由此可以从中实施定位。传感的纺织材料件的制造通过所述按本发明的传感器纱线明显地得到简化。尤其在一个唯一的侧面上与传感的纺织材料件进行电接触就已足够，因为所述传感器纱线再也不必像以往一样交织地朝两个方向上下叠放。由此，传感的纺织材料的制造明显地得到简化。
优选所述电容的构件的、在第一纱线区段中的、每长度单位的电容不同于在所述传感器纱线的另一个第二纱线区段中的、每长度单位的电容。尤其可以存在至少两个纱线区段，为所述至少两个纱线区段分别分配了每长度单位基本上恒定的电容。比如所述第一纱线区段可以具有每长度单位的第一电容，所述第二纱线区段可以具有每长度单位的第二电容，第三纱线区段可以具有每长度单位的第三电容等等。在这样的、具有每长度单位的不同的电容的纱线区段之间，可以分别存在一个过渡区段，在所述过渡区段中所述电容连续地变化。在取决于通过何种措施来改变所述每长度单位的电容的情况下，出于制造技术上的原因而可能有必要的是，设置这样的过渡区段。因为并不总是可以在所述传感器纱线的一个位置上可以这样说类似跳跃地扩大或者减小所述每长度单位的电容。
沿着延伸方向的、每长度单位的电容的变化在一种实施例中为至少0.03pF并且/或者最大250pF。比如可以存在两个或者更多个纱线区段，其中，所述电容在彼此先后相随的纱线区段-连同可能处于其之间的过渡区段-之间相应地以至少0.03pF的幅度进行变化。具有每长度单位的最小的电容的纱线区段与具有每长度单位的最大的电容的纱线区段之间的差可以高达250 pF或者更大。
为了改变所述电容的构件的、沿着延伸方向的、每长度单位的电容，可以设置一项或者多项措施。在一种实施例中，每长度单位的电容的变化可以通过以下方式来实现：设置了所述纱芯的、每长度单位的、线匝的数目的变化。作为替代方案或者补充方案，也可以设置所述至少一根第一导体和/或至少一根第二导体的、螺旋状的绕组的、斜度的变化。所述两根导体的、螺旋状的绕组的斜度可以在共同的纱线区段中具有同一个量和/或同一个数值。当然也可能的是，所述两根导体的斜度在共同的纱线区段中由所述量和/或所述数值看来为不同的大小。
一种作为补充方案或者替代方案的、用于改变所述电容的构件的每长度单位的电容的措施可以通过以下方式来实现：所述纱芯的、沿着延伸方向的相对介电常数有变化。这比如可以通过以下方式来进行：为所述纱芯使用不同的、具有相应其它的相对介电常数的材料或者材料组合。比如，用于制造所述纱芯的塑料可以分段地与至少一种另外的材料相组合或者用其来掺杂，用于改变所述相对介电常数。通过所述材料和/或相对于所述纱芯的基材的掺杂的份额，可以实现所述相对介电常数的变化。
在一种实施例中，所述纱芯可以包含聚合材料或者由聚合材料制成。比如所述纱芯可以具有聚氨酯并且在一种实施例中由弹性纤维制成。所述至少一个第一导体和/或所述至少一个第二导体可以包含金属并且比如由金属丝、尤其是铜丝制成。所述金属丝为了进行电的绝缘而可以设有漆层或者涂层。所述导体优选拥有最大0.1mm的直径。
所述至少一根第一导体和/或所述至少一根第二导体在一种实施例中可以分别在多头的螺线中围绕着所述纱芯来伸展。
作为至此所描述的实施方式的替代方案，所述两根导体也可以分别通过一个被施加到所述纱芯上的导线层来构成，其中，所述导线层相对于彼此在电方面被绝缘。通过所述纱芯的和/或额外的层的电介质，可以改变每长度单位的电容。作为替代方案或者补充方案，也可以改变所述导线层中的至少一个导线层的外形以及尤其是其层厚度，用于改变所述每长度单位的电容。
在按本发明的第二种解决方案中，所述传感器纱线的、沿着延伸方向的电容可以如上面所描述的那样来变化或者作为替代方案也可以是恒定的。在这种实施方式中，所述传感器纱线具有光敏的材料。所述光敏的材料比如可以是纱芯的组成部分或者布置在所述纱芯上。所述光敏的材料可以通过一种或者两种下面所描述的效应来改变所述传感器纱线的电容的构件的总电容：
a）所述光敏的材料是光致伸缩的材料，并且在入射到所述传感器纱线上的光的强度变化时引起所述传感器纱线的、沿着延伸方向和/或斜向于或者横向于延伸方向的长度变化。
b）在入射到所述传感器纱线上的光的强度变化时，所述光敏的材料改变其相对介电常数。
由此，所述传感器纱线的电容的构件的总电容发生变化。由此可以探测到入射到所述传感器纱线上的光。
为了获得在b）下面所描述的效应，比如可以使用用铜来掺杂的硫化锌（ZnS:Cu）或掺杂的半导体材料。所述材料中的、有限制地活动的自由的电荷根据所述光入射的强度来形成电场中的偶极，由此所述相对介电常数以及由此所述能够测量的总电容发生变化。
所述光致伸缩的材料可以是一种聚合材料和/或一种半导体材料和/或一种铁电性的材料和/或一种磁性的材料和/或一种磁电的材料。比如所述纱芯可以由用半导体材料来掺杂的聚合材料制成。所述聚合材料作为用半导体材料来掺杂的方案的补充方案或者替代方案也可以用其它合适的材料、比如用铋铁素体来掺杂。
一种传感的纺织材料件可以具有至少一根按照所述按本发明的第一种解决方案的传感器纱线和/或至少一根按照所述按本发明的第二种解决方案的传感器纱线。所述纺织材料件可以构造为针织物或者构造为织物。所述传感器纱线比如可以作为纬线或者作为经线被加入到织物中。所述传感器纱线也可以被嵌入到织物或者针织物中并且通过非传感的纱线或者线被保持在纺织材料中。优选所述传感器纱线在此无交织地沿着所述纺织材料的方向、优选沿着所述纬线的方向来布置。对于针织物来说，可以将所述至少一根传感器纱线比如作为底线来添入。
附图说明
本发明的优选的实施方式从从属的专利权利要求、说明书和附图中获得。说明书借助于实施例对本发明的重要的特征进行解释。下面借助于附图对所述实施例进行详细解释。附图示出：
图1a是具有电容的构件的传感器纱线的示意性的部分图示；
图1b是所述电容的构件的、电的等效线路图；
图2是按照本发明的一种实施例的、传感器纱线的示意性的部分图示；
图3是按照本发明的另一种实施例的、传感器纱线的示意性的部分图示；
图4a和4b是一种具有光致伸缩的材料的传感器纱线的示意性的部分图示；
图4c是另一种具有光敏的材料的传感器纱线的示意性的部分图示；
图5是作为具有多根传感器纱线的针织物的、纺织材料件的示意图；
图6是以具有多根按照本发明的一种实施例的传感器纱线的织物的形式构成的纺织材料件的示意图；并且
图7和8分别是传感器纱线的一种改动过的实施例的示意图。
具体实施方式
在图1到4中以示意性的部分图示示出了传感器纱线10的实施例。所述传感器纱线10具有一根沿着延伸方向E延伸的纱芯11。所述纱芯11可以是单丝或者通过多根纤维或者长丝来构成。它可以由一种唯一的统一的材料构成或者由多种材料的组合来构成。在所述实施例中，所述纱芯11具有聚合的材料。所述纱芯11优选能够沿着延伸方向E有弹性地拉伸并且可以沿着延伸方向E有弹性地被拉伸。在所述传感器纱线10的特定的实施例中，所述纱芯11可以沿着延伸方向E具有不同的材料和/或不同的材料组合和/或材料组合的材料的不同的份额，后面还要对此进行详细探讨。
围绕着所述纱芯11缠绕着至少一根第一导体12和至少一根第二导体13。在这里所示出的实施例中，分别仅仅示出了一根唯一的第一导体12和一根唯一的第二导体13。在相对于这种方案的改动方案中，也可能分别存在多根第一导体12或者第二导体13。
所述导体12、13具有能导电的材料、尤其是金属，或者由这样的材料制成。在所述实施例中，所述导体12、13由金属丝、优选由铜丝制成。为了避免所述两根导体12、13之间以及所述导体12、13与所述纱芯11之间的电连接，所述导体12、13在其外表面上具有电绝缘的涂层或者电绝缘的漆层。所述导体比如拥有0.1mm或者0.2mm以下的直径。
所述第一导体12和所述第二导体13比如形成导体对14。所述导体对14是电容的构件15的组成部分。特定长度的传感器纱线的、电容的构件15拥有总电容CG。在图1b中示出了用于所述具有电容的构件15的传感器纱线10的电的线路图。
所述电容的构件15的电容取决于所述传感器纱线10的设计上的构造。所述传感器纱线10可以以几乎任意的长度来制造并且可以被卷绕到线轴上。在将所述传感器纱线10添入到纺织材料件16中时，特定长度的传感器纱线10拥有所述总电容CG。在比如通过力、比如压力或者拉力向所述传感器纱线10加荷时，这个总电容CG发生变化。由于所述用作用于电容的结构元件15的电介质的纱芯11的长度变化和/或所述至少一根第一导体12的、相对于所述至少一根第二导体13的相对移动，所述总电容CG会发生变化。由此，所述传感器纱线代表着电容的传感器。通过从所述传感器纱线10的一个端部在电方面连接到所述两根导体12、13上的测评单元17，可以检测当前的总电容CG。从中可以求得对所述传感器纱线10的影响。作为能够感测的、对所述传感器纱线10的影响，可以检测以下影响中的一种或者多种影响：
-力、比如压力和/或拉力或者力的变化；
-用液态的或者蒸汽状的介质进行的介质加载；
-物体的接近；
-温度变化；
-并且在构造传感器纱线时也用电磁波、尤其是用光来进行辐射。
在图2和3中示出了所述传感器纱线10的第一种实施方式，所述第一种实施方式被称为第一传感器纱线10a。对于所述第一传感器纱线10a来说，所述电容的构件15拥有所述传感器纱线的、每长度单l位的、沿着延伸方向E变化的电容C1。所述每长度单位l的电容C1表明所述电容的构件15的、在所述传感器纱线10的观察点处的电容，其中，这种每长度单位l的电容C1沿着延伸方向E变化。所述总电容CG由此不仅取决于传感器纱线10的、沿着延伸方向E的长度，而且额外地在空间上沿着延伸方向E而变化。传感器纱线10的两个一样长的区段由此可以具有不同大小的总电容CG。
在图2和3所示出的实施例中，所述每长度单位1的电容C1分段地变化。仅仅示范性地分别示出了第一纱线区段21、第二纱线区段22以及第三纱线区段23。在所述纱线区段21、22、23中的每个纱线区段中，所述传感器纱线10或者其电容的构件15都具有其它的、每长度单位1的电容C1。在这里所示出的实施例中，每长度单位1的电容C1在相应的纱线区段21、22、23中基本上是恒定的。比如所述传感器纱线10在所述第一纱线区段21中拥有每长度单位1的第一电容C11、在所述第二纱线区段22中拥有每长度单位1的第二电容C12并且在所述第三纱线区段23中拥有每长度单位1的第三电容C13。
在相对于每长度单位l的分段地恒定的电容C1的改动方案中，所述每长度单位1的电容C1也可以至少分段地连续地扩大或者减小。比如，所述每长度单位L的电容C1可以从比如10pF的最小值连续地一直扩大到250pF的最大值或者更大并且/或者相反从所述最大值连续地一直减小到所述最小值。这样的连续地变化的区段也可以彼此先后相随地被设置在所述传感器纱线10中。
所述每长度单位1的电容C1的、沿着延伸方向E数值变化在所述第一传感器纱线10a的、在图2中示出的实施方式中通过以下方式来实现：所述螺旋状缠绕的第一导体12的和/或第二导体13的螺旋线匝的斜度S相对于所述延伸方向E、也就是所述传感器纱线10的纵向中轴线有变化。在所述第一纱线区段21中，所述两根导体12、13的螺旋线匝的斜度S具有第一斜度值S1。相应地，所述第一和第二导体12、13的螺旋线匝的斜度S在所述第二纱线区段22中具有第二斜度值S2并且在所述第三纱线区段23中具有第三斜度值S3。随着所述斜度值的增加，每长度单位的线匝的数目降低并且因此所述每长度单位的电容C1也降低。所述斜度值在相应的纱线区段21、22、23中基本上是恒定的。因为两个沿着延伸方向相邻的纱线区段21与22之间或者22与23之间的斜度出于制造技术上的原因而经常不能跳跃性地变化，所以在两个相邻的纱线区段21与22之间或者22与23之间分别存在一个过渡区段24。在这个过渡区段24中，连续地提高或者降低所述第一导体12和/或所述第二导体13的斜度，用于提供所述相应的斜度值S1与S2之间或者S2与S3之间的过渡区。如果通过所述传感器纱线10的制造过程可以制造在两个具有不同的斜度值的纱线区段21、22之间具有跳跃性地变化的斜度的过渡点，这些过渡区段24也可以可选地省去。
在所述第一传感器纱线10a的、在图2中所示出的实施例中，用于所述两根导体12、13的斜度值是一样大，但是拥有不同的符号。由此在所述两根导体12、13的绕组中相应地形成交织点。并非强制必需的是，用于所述两根导体12、13的斜度值在纱线区段21中是一样大的，相反，所述两根导体12、13的斜度值也可以彼此不同。此外，也可以在两个相邻的、具有每长度单位1的不同的电容C1的纱线区段之间仅仅改变所述第一导体12或者第二导体13的斜度。
在图3中示出了另一种用于改变用于所述电容的结构元件15的、每长度单位1的电容C1的可行方案。在这种实施方式中，所述两根导体12、13的绕组的斜度可在不同的纱线区段21、22、23中基本上保持不变。为了改变所述每长度单位的电容C1，比如改变所述相对介电常数或者介电常数ε。为此，要分段地改变所述比如通过纱芯11构成的电介质。所述纱芯11比如在所述第一纱线区段21中拥有第一相对介电常数ε1，在所述第二纱线区段22中拥有第二相对介电常数ε2并且在所述第三纱线区段23中拥有第三相对介电常数ε3。所述不同的相对介电常数通过所述纱线区段21、22、23中的不同的材料或者材料成分来实现。比如所述纱芯11可以具有至少分段地掺杂的基材。在此有用的是，所述基材的相对介电常数足够地、比如以至少10到30%的幅度有别于有待添加的掺杂材料。为了改变所述相对介电常数ε，比如可以相对于所述基材来扩大所述掺杂材料的份额。作为对此的补充方案或者替代方案，也可以在所述不同的纱线区段21、22、23中使用不同的掺杂材料或者掺杂材料的不同的组合。
在这里所描述的优选的实施例中，将改变所述相对介电常数的材料作为掺杂材料加入到所述纱芯11的基材中。此外，也可以设置将所述纱芯11和所述导体12、13包裹的涂层，所述涂层包含改变所述相对介电常数的材料或者由这样的材料构成。
在一种未明确示出的实施例中，此外可能的是，为了改变所述每长度单位1的电容C1而不仅改变所述相对介电常数ε而且改变所述线匝的斜度并且因此将所述第一传感器纱线10a的、在图2和3中示出的并且在上面所描述的实施例彼此组合起来。
借助于所述第一传感器纱线10，可以制造如示意性地在图5和6中示出的那样的、传感的纺织材料件16。借助于所述传感器纱线10可以检测影响、比如力的作用、比如压力和/或拉力、通过液态的介质比如水引起的影响、物体的接近等等。因为所述传感器纱线10的、沿着延伸方向E的每长度单位L的电容C1发生变化，由此通过所述传感器纱线10就已经提供位置信息，通过所述位置信息可以检测所述影响的位置。尤其如果所述传感器纱线10中的多根传感器纱线在纺织材料件16中彼此平行地布置，那么所述影响通常不仅仅影响单根的传感器纱线10的总电容CG，而且影响多根传感器纱线10的总电容CG。通过对于变化的总电容CG的组合的测评，可以就对于所述纺织材料件16的影响进行非常精确的定位，而不必矩阵状地布置具有交织点的传感器纱线10。这具有以下优点：仅仅必须在一侧上在电方面与所述纺织材料件16相接触，用于与所述测评单元17相连接。这显著地简化了传感的纺织材料件16的构造。
如在图5和6中大为简化地示出的那样，所述纺织材料件16可以是针织品、比如编结物或者针织物（图5）或者是织物（图6）。对于所述在图5中示出的针织物来说，所述传感器纱线10作为底线被嵌入到所述针织物中并且不参与成圈过程本身。在图6所示出的实施例中，所述传感器纱线10作为纬线被添入到织物中。在此，在取决于应用情况的情况下在两根传感器纱线10之间分别织入一根或者多根传统的、非传感的纺纱25。纺织材料件16中的传感器纱线的数目和密度取决于具体的应用情况。
所述纺织材料件16除了所述平行地布置的传感器纱线10之外具有一根或者多根传统的纺纱25。所述非传感的纺纱25可以用于进行成圈（图5）或者用作纬线和经线（图6）。
图5和6中的图示不按比例并且仅仅为示意图。所述传感器纱线10可以具有与其它的所使用的纺纱25相同的或者不同的支数（纤度）。
在图4a和4b中示出了所述传感器纱线10的第二种实施例，所述传感器纱线被称为第二传感器纱线10b。对于所述第二传感器纱线10b来说，与所述第一传感器纱线10a不同的是，所述传感器纱线10的电容的结构元件15所具有的、每长度单位1的电容C1可以基本上是恒定的。但是也可以像在所述第一传感器纱线10a中一样设置每长度单位1的、沿着延伸方向E变化的电容C1。
所述第二传感器纱线10b包含光敏的材料30。这种光敏的材料30可以在任意的位置被安置在所述传感器纱线10上或者被加入到所述传感器纱线10中。在这里所描述的优选的实施例中，所述光敏的材料30作为掺杂材料被加入到所述纱芯11的基材中。作为对此的替代方案，所述纱芯11也可以由光敏的材料构成。此外，也可以设置将所述纱芯11和所述导体12、13包裹的涂层，所述涂层包含所述光敏的材料30或者由这样的材料构成。
借助于图4a和4b可以示意性地看出，通过用光L对所述第二传感器纱线10b进行辐射的做法通过光致伸缩来引起所述纱芯11的长度变化。在用光L来辐射所述第二传感器纱线10b时，长度区段A的长度示范性地以差d为幅度进行变化。这继而引起所述用光L来辐射的传感器纱线10的总电容CG的变化。如果所述入射的光L的强度变化，那么所述总电容CG也变化。
比如可以使用聚合材料、半导体材料、铁电性的材料、磁性的材料或者磁电的材料作为光致伸缩的材料30。比如可以将铋铁素体用作光致伸缩的材料。
在光敏的第二传感器纱线10b的、在图4c中示出的实施例中，没有进行长度变化（光致伸缩）。相反地，在那里如此选择所述光敏的材料，从而通过所述光的强度来产生所述相对介电常数的变化。比如可使用掺杂的半导体材料、比如用铜掺杂的硫化锌（ZnS:Cu）。根据所述光强度，在所述电场中形成偶极并且所述相对介电常数发生变化，这继而改变了所述第二传感器纱线10b的能够检测的总电容。
所述光敏的第二传感器纱线10b由此可以用于探测入射的光L的存在或者强度变化。比如由此可以实现照明传感器或者也可以实现亮度传感器。这样的传感器可以借助于所述传感器纱线10b来集成到遮光纺织品、比如太阳卷帘或者类似物件中，所述遮光纺织品根据太阳入射来运动到其移出的或者移入的位置中。因此，所述传感装置可以是遮阳卷帘的集成的组成部分并且可以放弃单独的传感器。
对于所述两根传感器纱线10a、10b来说，所述两根导体之一、比如所述第二导体13也可以通过所述纱芯11来构成（图7）。所述传感器纱线10a、10b也可以在没有纱芯11的情况下构造为捻线（图8）。如果不存在纱芯11，所述两根导体12、13就可以与其它的长丝（图8中的阴影线）相组合，一起用于形成所述捻线。
在所述第一传感器纱线10a的所有实施方式中并且优选也在所述第二传感器纱线10b中，所述两根导体中的至少一根导体螺旋状地相对于所述延伸方向E来缠绕。
所述第一传感器纱线10a和所述第二传感器纱线10b也可以一起被装入在纺织材料件16中，如果不仅应该检测光L的影响而且应该检测物体接近所述纺织材料件16的情况和/或对所述纺织材料件16的力的作用和/或通过液态的或者蒸汽状的介质引起的影响和/或其它的、对传感器纱线10的总电容CG产生影响的作用。
本发明涉及一种具有纱芯11的传感器纱线10，围绕着所述纱芯11螺旋状地缠绕着第一导体12以及第二导体13。所述两根导体12、13相对于彼此并且相对于所述纱芯11在电方面被绝缘。所述两根导体12、13与所述纱芯11形成电容的结构元件15。对于第一传感器纱线10a来说，所述每长度单位的电容C1沿着所述传感器纱线的延伸方向E来变化。这可以通过所述第一导体12或者第二导体13的绕组几何形状中的变化或者通过所述传感器纱线10的相对介电常数ε的变化来进行。第二传感器纱线10b具有光敏的材料30，从而通过入射的光L可以引起长度变化。所述传感器纱线10a、10b的长度变化或者其它的变形引起以下结果：所述相关的传感器纱线10a、10b的总电容CG发生变化，这可以通过测评单元17来检测。
附图标记译文：
10 传感器纱线
10a 第一传感器纱线
10b 第二传感器纱线
11 纱芯
12 第一导体
13 第二导体
14 导体对
15 电容的构件
16 纺织材料件
17 测评单元
21 第一纱线区段
22 第二纱线区段
23 第三纱线区段
24 过渡区段
25 纺纱
30 光敏的材料
A 长度区段
C1 每长度单位的电容
C11每长度单位的第一电容
C1 2每长度单位的第二电容
C1 3每长度单位的第三电容
CG 总电容
d 差
E 延伸方向
ε 相对介电常数
ε1 第一相对介电常数
ε2 第二相对介电常数
ε3 第三相对介电常数
l 长度单位
L 光
S1 第一斜度值
S2 第二斜度值
S3 第三斜度值

Claims (16)

1.传感器纱线（10a），
具有沿着延伸方向（E）延伸的纱芯（11）；
具有至少一根第一导体（12）和一根第二导体（13），其中，所述两根导体（12、13）中的至少一根导体螺旋状地相对于所述延伸方向（E）来缠绕，
其中，所述至少一根第一导体（12）和所述至少一根第二导体（13）是电容的构件（15）的组成部分，
并且其中，所述电容的构件（15）具有所述传感器纱线（10）的、每长度单位（l）的、沿着延伸方向（E）变化的电容（C1）。
2.按权利要求1所述的传感器纱线，
其特征在于，所述两根导体之一（12）通过纱芯（11）来构成并且所述另一根导体（13）围绕着所述纱芯（11）来缠绕，或者所述两根导体（12、13）围绕着纱芯（11）来缠绕，或者所述两根导体之一（13）是所述纱芯（11）的组成部分并且所述另一根导体（13）围绕着所述纱芯（11）来缠绕。
3.按权利要求1或2所述的传感器纱线，
其特征在于，第一纱线区段（21）中的、每长度单位（l）的电容（C1）不同于其它纱线区段（22、23）中的、每长度单位（l）的电容（C1）。
4.按权利要求3所述的传感器纱线，
其特征在于，存在着至少两个纱线区段（21、22、23），其中所述电容的构件（15）相应地具有每长度单位（l）的、基本上恒定的电容（C11、C12、C13）。
5.按权利要求4所述的传感器纱线，
其特征在于，在两个相邻的、具有每长度单位（l）的不同的电容（C11、C12、C13）的纱线区段（21、22或者说22、23）之间存在着过渡区段（24），在所述过渡区段中所述每长度单位（l）的电容（C1）连续地变化。
6.按前述权利要求中任一项所述的传感器纱线，
其特征在于，所述每长度单位（l）的电容（C1）的量沿着延伸方向（E）以至少0.03 pF的幅度并且/或者以最大250 pF以下的幅度来变化。
7.按权利要求6并且按权利要求3到5中任一项所述的传感器纱线，
其特征在于，存在着至少三个具有每长度单位（l）的不同大小的电容（C11、C12、C13）的纱线区段（21、22、23），其中，所述每长度单位（l）的电容（C1）在沿着延伸方向（E）相邻的纱线区段（21、22或者22、23）之间以至少10pF的幅度来变化。
8.按前述权利要求中任一项所述的传感器纱线，
其特征在于，所述每长度单位（l）的电容（C1）的变化通过所述纱芯（11）的每长度单位的线匝的、沿着延伸方向（E）变化的数目并且/或者通过所述至少一根第一导体（12）和/或至少一根第二导体（13）的、螺旋状的绕组的、沿着延伸方向（E）变化的斜度（S）所引起。
9.按前述权利要求中任一项所述的传感器纱线，
其特征在于，所述每长度单位（l）的电容（C1）的变化通过所述传感器纱线（10a）的、沿着延伸方向（E）变化的相对介电常数（ε）所引起。
10.按前述权利要求中任一项所述的传感器纱线，
其特征在于，所述传感器纱线具有纱芯（11）并且所述纱芯（11）包含聚合材料。
11.按前述权利要求中任一项所述的传感器纱线，
其特征在于，所述至少一根第一导体（12）和/或所述至少一根第二导体（13）包含金属。
12.传感器纱线（10b），
具有沿着延伸方向（E）延伸的纱芯（11）；
具有至少一根第一导体（12）和一根第二导体（13），其中，所述两根导体（12、13）中的至少一根导体螺旋状地相对于所述延伸方向（E）来缠绕，
其中，所述至少一根第一导体（12）和所述至少一根第二导体（13）是电容的构件（15）的组成部分；
并且其中，所述传感器纱线（10b）具有光敏的材料（30），从而在用光（L）对所述传感器纱线（10b）进行辐射时产生所述电容的构件（15）的总电容（CG）的变化。
13.按权利要求12所述的传感器纱线，
其特征在于，所述光敏的材料（30）是用铜掺杂的硫化锌（ZnS:Cu）、聚合材料、半导体材料、铁电性的材料、磁性的材料或者磁电的材料。
14.按权利要求12或13所述的传感器纱线，
其特征在于，所述光敏的材料（30）存在于所述纱芯（11）的里面或上面。
15.纺织材料件（16），
具有多根按前述权利要求中任一项所述的传感器纱线（10、10a、10b）。
16.按权利要求15所述的纺织材料件，
其特征在于，所述传感器纱线（10、10a、10b）无交织地布置。
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