CN108593157B - 一种压力分布式监测用织物传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压力分布式监测用织物传感器，包括经纱和纬纱，经纱与纬纱相正交排列设置，相交的经纱和纬纱构成一感应区域和连接区域，连接区域的每列经纱的头端连接至供电端，连接区域的每排纬纱的头端连接至采集端，所述感应区域由交错排列的感应单元构成，且每个感应单元呈三明治状结构设置，其中，上层和下层分别为正极层和负极层，中层为导电层，正极层和负极层均由若干导电纱和非导电纱构成，正极层的导电纱与负极层的导电纱互不相邻设置，正极层的导电纱与负极层的导电纱相正交设置，导电层由电阻纱与非导电纱构成。本发明确保在受压及大面积传感器条件下正极能通过导电层与负极导通，确保监测的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种织物传感器，尤其涉及一种压力分布监测用织物传感器。
背景技术
压疮是临床最严重的护理缺陷之一，一旦发生压疮，不仅给患者带来痛苦，加重病情，延长疾病的康复时间，严重时还会因继发感染引起败血症等而危及生命，因此做好压疮的预防护理十分重要。
引起压疮的最重要的原因是局部组织受到持续性垂直压力，因此对压力大小及分布的实时监测能够帮助医护人员实时了解病人各种姿势身体局部组织受压情况，从而采取相应的护理措施帮助病人减轻压力、缓解痛苦，降低病情加重几率，缩短疾病康复时间。
关于压力大小及压力分布的传感器已经有很多，织物压力传感器的柔韧性及可弯折性等优点使得更多学者去研发。
中国专利号201710295476.6公开了一种电阻式压力分布织物传感器，包括由上而下依次叠放的上电极层、导电层和下电极层。因上下四层为非整体结构(叠放而成)，当各层结构在受压变形差异大时，易造成上下电极错位，导致局部上下电极可能无法导通，尤其在压力及传感器面积较大时，这种现象尤为明显。同时这也增加了制造工艺流程，生产成本高。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的压力分布式监测用织物传感器，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种压力分布式监测用织物传感器。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种压力分布式监测用织物传感器，其特征在于：包括经纱和纬纱，所述经纱与纬纱相正交排列设置，相交的所述经纱和纬纱构成一感应区域和连接区域，所述连接区域位于感应区域的侧方设置，且连接区域的每列经纱的头端连接至供电端，连接区域的每排纬纱的头端连接至采集端，所述感应区域由交错排列的感应单元构成，且每个感应单元呈三明治状结构设置，其中，上层和下层分别为正极层和负极层，中层为导电层，所述正极层和负极层均由若干导电纱和非导电纱构成，所述正极层的导电纱与负极层的导电纱互不相邻设置，且均通过与非导电纱形成条纹状结构设置，所述正极层的导电纱与负极层的导电纱相正交设置，所述导电层由电阻纱与非导电纱构成，且两者平行形成条纹状结构设置，所述导电层的电阻纱所在条状区域以负极层的导电纱为中心平行排列设置。
进一步的，所述的一种压力分布式监测用织物传感器，其特征在于：相交织成型的所述经纱和纬纱构成的感应区域的上下表层覆有防水透气薄膜层。
再进一步的，所述的一种压力分布式监测用织物传感器，其中，述经纱和纬纱构成的连接区域的上下表层覆有防水透气薄膜层。
更进一步的，所述的一种压力分布式监测用织物传感器，其中，所述导电纱为镀银锦纶丝，非导电纱为涤纶长丝纱。
再更进一步的，所述的一种压力分布式监测用织物传感器，其中，所述电阻纱由有光涤纶纱芯与尼龙炭黑导电纱构成，两者加捻成型。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、本发明在受压条件下层间互不错位的三层整体结构，确保在受压及大面积传感器条件下正极能通过导电层与负极导通，确保实时能进行监测，提高其精确性。
2、本发明的织物传感器感应区域和连接区域成一整体，可在提花机上一体成型编织，制造工艺流程少，达到降低成本的目的。
3、本发明的织物传感器上下表层覆膜，保证了在无供电情况下，各感应单元正负极互不接通，在受压情况下上下层中的纱线不会出现移位，同时使得织物上下表面在去掉负载之后能尽可能恢复至原位，减少不必要的损伤，提高其精确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明感应区域横向剖图；
图3是本发明感应区域纵向剖图；
图4是本发明点压测试用样品整体示意图；
图5是本发明点压测试A点测试曲线；
图6是本发明点压测试B点测试曲线；
图7是本发明点压测试C点测试曲线；
图8是本发明点压测试D点测试曲线；
图9是本发明点压测试E、F点同时加载负荷测试曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1、图2和图3所示，一种压力分布式监测用织物传感器，包括经纱2和纬纱1，所述经纱2与纬纱1相交排列设置，相交的所述经纱2和纬纱1构成一感应区域3和连接区域4，所述连接区域4位于感应区域3的侧方设置，且连接区域4的每列经纱2的头端连接至供电端，连接区域4的每排纬纱1的头端连接至采集端，所述感应区域3由交错排列的感应单元构成，且每个感应单元呈三明治状结构设置，其中，上层和下层分别为正极层和赴基层，中层为导电层，所述正极层和负极层均由若干导电纱和非导电纱构成，所述正极层的导电纱与负极层的导电纱互不相邻设置，且均通过与非导电纱形成条纹状结构设置，所述正极层的导电纱与负极层的导电纱相正交设置，所述导电层由电阻纱与非导电纱构成，且两者平行形成条纹状结构设置，所述导电层的电阻纱所在条状区域以负极层的导电纱为中心平行排列设置。通过将其结构设置呈三明治的结构，使其层间互不错位，确保在受压及大面积传感器条件下正极能通过导电层与负极导通。
本发明中相交织成型的所述经纱2和纬纱1构成的感应区域的上下表层覆有防水透气薄膜层，所述经纱2和纬纱3构成的连接区域的上下表层覆有防水透气薄膜层。可以更好的保护经纱2和纬纱1，使其使用寿命得到提高，达到降低成本的目的。
实施例一
在上述的实施例的基础上，如图4所示，将其制作成16*16(行*列)试样进行相应的点压测试。在本发明中采用70D镀银导电纱作为上下层中的导电纬纱和导电经纱，采用150D有光涤纶纱芯与20D尼龙炭黑导电纱(缠绕纱)合成的加捻电阻纱作为中间层电阻纱，采用70D涤纶长丝作为各层中非导电经纱，采用150D涤纶长丝作为各层非导电纬纱。
如图5所示，采用实施例一再结合实施例的结构，对图4中的样品表面A点进行按压采样，如表1所示：
表1：
如图6所示，对图4中的样品表面B点进行按压采样，如表2所示：表2：
| 时间(s) | 信号值 |
| 0 | 0 |
| 20 | 3311 |
| 40 | 3262 |
| 70 | 3199 |
| 100 | 3205 |
| 125 | 3204 |
| 145 | 3241 |
如图7所示，对图4中的样品表面C点进行按压采样，如表3所示：表3：
| 时间(s) | 信号值 |
| 0 | 0 |
| 20 | 3303 |
| 50 | 3151 |
| 75 | 3400 |
| 100 | 3201 |
| 120 | 3641 |
| 150 | 3462 |
| 175 | 3983 |
| 195 | 4009 |
如图8所示，对图4中的样品表面D点进行按压采样，如表4所示：
表4：
| 时间(s) | 信号值 |
| 0 | 0 |
| 20 | 4007 |
| 45 | 3729 |
| 65 | 3779 |
| 90 | 3456 |
| 115 | 3643 |
| 140 | 3987 |
在上述的表1至表4中可以得出，针对每一次的按压都能得到一数值，而且每一位置的不同位置也都能对其进行显示按压的数值，并且还能针对不同的点，不同时间的采样，确保其能达到实时监测的目的，确保能清楚知道患者的具体情况，方便后续的操作。
如图9所示，对图4中的样品表面的E和F点同时进行按压采样，如表5所示，其中，E为实线，F为虚线；
表5：
| 时间(s) | 信号值E | 信号值F |
| 0 | 0 | 0 |
| 20 | 3953 | 4019 |
| 50 | 4007 | 4024 |
| 75 | 4021 | 4019 |
| 100 | 3953 | 4019 |
| 120 | 3951 | 4024 |
| 145 | 4015 | 4024 |
由上述的表5中也可以清楚的得出，在对两个点进行同时的按压时，也能同时对两个不同位置的点得出相应的数值，从而确保了该装置能达到实时监测的目的，致使确保不同位置同时按压的监测，有效提高实时监测的精确性，确保能清楚知道患者的具体情况，方便后续的操作。
在上述的按压中，也可以对三处或更多处进行同时或不同时的按压，与上述的两处按压采用相同的原理，在这不在做任何的详述。
本发明至少具有以下优点：
1、本发明在受压条件下层间互不错位的三层整体结构，确保在受压及大面积传感器条件下正极能通过导电层与负极导通，确保实时能进行监测，提高其精确性。
2、本发明的织物传感器感应区域和连接区域成一整体，可在提花机上一体成型编织，制造工艺流程少，达到降低成本的目的。
3、本发明的织物传感器上下表层覆膜，保证了在无供电情况下，各感应单元正负极互不接通，在受压情况下上下层中的纱线不会出现移位，同时使得织物上下表面在去掉负载之后能尽可能恢复至原位，减少不必要的损伤，提高其精确性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种压力分布式监测用织物传感器，其特征在于：包括经纱和纬纱，所述经纱与纬纱相正交排列设置，相交的所述经纱和纬纱构成一感应区域和连接区域，所述连接区域位于感应区域的侧方设置，且连接区域的每列经纱的头端连接至供电端，连接区域的每排纬纱的头端连接至采集端，所述感应区域由交错排列的感应单元构成，且每个感应单元呈三明治状结构设置，其中，上层和下层分别为正极层和负极层，中层为导电层，所述正极层和负极层均由若干导电纱和非导电纱构成，所述正极层的导电纱与负极层的导电纱互不相邻设置，且均通过与非导电纱形成条纹状结构设置，所述正极层的导电纱与负极层的导电纱相正交设置，所述导电层由电阻纱与非导电纱构成，且两者平行形成条纹状结构设置，所述导电层的电阻纱所在条状区域以负极层的导电纱为中心平行排列设置；
其中，相交织成型的所述经纱和纬纱构成的感应区域的上下表层覆有防水透气薄膜层；所述经纱和纬纱构成的连接区域的上下表层覆有防水透气薄膜层；所述导电纱为镀银锦纶丝，非导电纱为涤纶长丝纱；所述电阻纱由有光涤纶纱芯与尼龙炭黑导电纱构成，两者加捻成型。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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