KR20110105686A - 센서장치와 이를 구비한 직물지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서장치와 이를 구비한 직물지에 관한 것으로, 특히, 선형 구조로 형성함으로써 설치가 단순하고 다양한 분야에서 호환성 있게 사용할 수 있고, 신축성을 갖는 선형 구조로 형성함으로써 이동성, 활동성, 및 신축성이 요구되는 장치나 물품에 편리하게 적용할 수 있는 센서장치와 이를 구비한 직물지를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 센서장치는, 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선; 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 상기 제1 센서선에 감아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 제2 센서선; 및 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자와 접속되는 검출소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 선형 구조로 형성됨에 따라, 다양한 장치나 물품에 간편하게 설치할 수 있고, 다양한 분야에서 호환성 있게 적용할 수 있는 센서장치로 구현할 수 있다. 그리고, 신축성을 갖는 선형 구조로 형성함에 따라, 스마트 의류 등과 같이 이동성, 활동성, 및 신축성이 요구되는 장치나 물품에 편리하게 적용할 수 있고, 신축구조이므로 충분한 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 센서장치는 하나의 몸체에 여러 가지 물리적 특성을 동시에 측정할 수 있는 다중 센서로 구성할 수 있고, 하나의 센서에 여러 측정 지점을 갖도록 구성할 수 있어서, 이를 응용하는 설비, 장치, 및 물품 등의 구조를 간결, 단순화할 수 있고, 제작비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다.

Description

센서장치와 이를 구비한 직물지 {SENSING DIVICE AND TEXTILES WITH SENSING DIVICE}

본 발명은 센서장치와 이를 구비한 직물지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선형 구조로 형성함으로써 설치가 단순하고 다양한 분야에서 호환성 있게 사용할 수 있고, 신축성을 갖는 선형 구조로 형성함으로써 이동성, 활동성, 및 신축성이 요구되는 장치나 물품에 편리하게 적용할 수 있는 센서장치와 이를 구비한 직물지에 관한 것이다.

일반적으로, 연료나 곡물창고, 물류창고 등과 같은 보관시설이나, 보일러, 냉동고, 냉장고, 에어컨, 등과 같은 각종 가정용 및 산업용 가전제품에는 보관물품이나 제품의 정해진 기능이나 안전성을 확보하기 위해 온도를 감지하는 온도 센서나 습도를 감지하는 센서장치가 내장 또는 설치되어 있다.

온도 센서나 습도 센서는 도1에 도시된 바와 같이 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 전극 단자(13,14), 이 전극 단자 사이에 형성되는 검출소자(12), 전극 단자에 일측 말단이 접속되는 리드선(15,16), 및 리드선의 외주면에 피복되는 전기절연수지 재질의 절연피복층(17b)으로 구성된다. 그리고, 리드선(15,16)의 타측 말단은 감지신호 수신측과 접속을 위한 접속 단자가 형성되도록 절연피복층 미형성부가 형성되어 있다.

검출소자(12)는 온도 센서로 구성할 경우 온도 검출소자(또는 감열소자라 한다)로 구성되고, 습도 센서로 구성할 경우에는 습도 검출소자(또는 감습소자라 한다)로 구성된다.

온도 검출소자는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 갖는 NTC(negative temperature coefficient)서미스터 소자 또는 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 정저항온도계수의 특성을 갖는 PTC(positive temperature coefficient)서미스터 소자로 구성된다.

습도 검출소자는 습도에 따라 저항이 변하는 저항형 습도검출물질, 습도에 따라 정전용량이 변하는 정전용량형 습도 검출물질이 적용될 수 있다.

대개, 저항형 습도검출물질로는 세라믹이나 무기질과 같이 습도에 따라 저항이 변화는 물질을 이용하고, 정전용량형 습도 검출물질은 PMMA(POLYMETHYL METHACRYLATE)와 같은 감습 폴리머 등을 이용한다.

이러한 온도 센서와 습도 센서와 같은 센서장치는 점차적으로 소형화 되고 있어 다양한 용도로 편리하게 사용되고 있지만, 여러 가지 한계점을 갖고 있어 특정 분야나 장치에는 적용하기가 어렵고 불편한 실정에 있다.

예컨대, 의복 자체가 외부 자극을 감지하고 스스로 설정된 조건에 반응하도록 구성되는 스마트 의류 중에서 기초적인 의복인 발열의복은 온도조절을 수행하기 위한 온서 센서와 습도조절을 수행하기 위한 습도 센서가 필요하지만, 종래 온도 센서나 습도 센서는 부피가 크고 딱딱하여 설치하기가 곤란하고, 이물감을 줄 뿐만 아니라 의복의 외부로 노출됨에 따라 미감을 해치게 되는 문제점이 있다.

특히, 종래 센서장치는 신축성을 갖고 있지 않으므로 의복의 착용감을 심각하게 저해하는 문제점이 있다. 또한, 종래 센서장치는 착용중이나 사용 중에 인가되는 외력으로 인해 길이가 늘어나거나 부피가 증가되는 부분에 설치할 경우 쉽게 손상 또는 파손되므로 전혀 적용할 수 없는 한계점을 갖고 있다.

그리고, 종래 센서장치는 피측정물의 온도나 습도 측정 개소가 많을 경우 각 개소마다 센서장치를 설치하여야 하므로 설치비용이 증가되고 회로가 복잡해질 뿐만 아니라 피측정물의 한정된 공간으로 인해 설치 자체가 불가능한 한계점을 갖고 있다.

한편, 스마트의류는 웨어러블 컴퓨터(wearable computer), 원격진단이 가능한 헬스케어 의복, 디지털 군복 등의 다양한 의류가 제안되어 있고, 이러한 스마트의류가 인체에 착용된다는 점을 고려할 때 적절한 온도 및 습도조절 기능이 필수적인 요소이므로 스마트의류의 발전을 위해서는 활동성과 착용감을 저해하지 않으면서 이를 감지할 수 있는 센서장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 선형구조로 형성함으로써 설치가 단순하고 다양한 분야에서 호환성 있게 사용할 수 있도록 한 센서장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 신축성을 갖는 선형 구조로 형성함으로써 이동성, 활동성, 및 신축성이 요구되는 장치나 물품에 편리하게 적용할 수 있도록 한 센서장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 단일 구조로서 여러 측정 지점의 측정하고자 하는 물리적 특성을 동시에 측정할 수 있도록 한 센서장치와 이를 구비한 직물지를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센서장치는, 센서장치에 있어서, 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선; 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 상기 제1 센서선에 감아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 제2 센서선; 및 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자와 접속되는 검출소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 검출소자를 매개로 서로 연결되면서 한 쌍을 이루는 상기 제1 및 제2 센서선이 복수의 쌍으로 구성되고, 상기 각 제1 및 제2 센서선 쌍은 길이가 서로 다르게 형성되어 측정 지점이 서로 다르게 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 센서선의 내측에 길이방향을 따라 배치되는 적어도 한 가닥 이상의 중심선을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자는 상기 중심선에 접속되고, 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자가 접속되는 상기 중심선 부분에만 상기 검출소자가 구성되거나, 상기 중심선 전체가 상기 검출소자로 구성될 수 있다.

상기 검출소자에 연결되면서 한 쌍을 이루는 상기 제1 및 제2 센서선이 복수의 쌍으로 구성되고, 상기 각 제1 및 제2 센서선 쌍은 길이가 서로 다르게 형성되어 측정 지점이 서로 다르게 구성될 수 있다.

상기 중심선은 신축성 고분자사로 구성되어 상기 제1 및 제2 센서선과 함께 신축되도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 검출소자는 상기 제1 및 제2 센서선와 함께 상기 중심선에 감김되는 선형부재로 구성되어, 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자가 접속되는 부분에만 검출물질로 형성된 검출부가 형성되거나, 선형부재 전체가 검출물질을 포함하는 검출부로 형성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센서장치는, 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 길이방향으로 배치한 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선; 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 상기 제1 센서선에 평행하게 대응 배치한 제2 센서선; 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자와 접속되는 검출소자; 및 상기 제1 및 제2 센서선의 외면에 덧씌워지는 외피층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 검출소자는 선형 부재로 구성되어, 상기 제1 및 제2 센서선과 평행하게 배치되거나, 상기 제1 및 제2 센서선의 외면에 감김 형성되고, 상기 외피층은 복수의 섬유사를 상기 제1 및 제2 센서선의 외면에 엮어 구성할 수 있다.

상기 검출소자는 선형 부재로 구성되어, 상기 센서몸체를 구성하는 경사 또는 위사로 공급되어 상기 제1 및 제2 센서선과 접하여 직조될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센서장치는, 폭에 비해 길이가 긴 밴드 형태로 형성되는 센서몸체; 일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재로 구성되어, 상기 센서몸체에 적어도 한 가닥 이상으로 배치되는 제1 센서선; 일측 말단에 접속단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재로 구성되어, 상기 센서몸체에 적어도 한 가닥 이상으로 배치되는 제2 센서선; 및 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자 사이에 배치되는 검출소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서몸체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 직물지 밴드로 구성되고, 상기 제1 및 제2 센서선은 상기 센서몸체의 직조과정에서 위사 및/또는 경사로 공급되어 파형 구조로 직조, 배치될 수 있다.

한편, 상기 검출소자는 온도 검출소자 또는/및 습도 검출소자로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 및 제2 센서선과 함께 감김 형성되되 상기 제1 및 제2 센서선 보다 짧은 길이로 형성되어, 길이방향으로 작용되는 인장력에 의해 상기 제1 및 제2 센서선이 일자형으로 펼쳐지기 전에 먼저 펼쳐지면서 상기 제1 및 제2 센서선의 펼쳐지는 것을 차단하여 파단을 방지하는 신축길이조절선이 구성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 센서선의 사이사이에 감김 형성되어 상기 제1 및 제2 센서선이 서로 접촉되지 않도록 함으로써 절연 특성의 향상과 완충 기능을 수행하는 보조 감김선을 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 센서선의 외부에 덧씌워지는 외피층을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 센서선은, 중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사에 엮여지는 복수 가닥의 절연, 피복된 도전사, 및 상기 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사가 하나의 묶음으로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 중심사는 고장력 섬유사 또는 신축성 고분자사로 구성될 수 있다.

상기 외피 섬유사는, 주변과 구별되도록 특정 색상으로 염색되거나, 특정 온도 또는 습도에서 색상이 변화되는 시온 염료를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 센서선과 함께 길이방향을 따라 배치되고 변태 온도에서 설정된 형상으로 변태되는 형상기억합금사 또는 형상기억수지사가 구성될 수 있다.

그리고, 전원의 공급시 발열되는 발열선이나, 전원 및 신호의 전달을 위한 전원 및 신호전달선으로 적용할 수 있는 부가 도전선이 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 온도 검출소자는 부저항온도계수의 특성을 서미스터 물질 또는 정저항온도계수의 특성을 갖는 서미스터 물질로 구성되고, 상기 습도 검출소자는 습도에 따라 저항이 변하는 저항형 습도검출물질, 습도에 따라 정전용량이 변하는 정전용량형 습도 검출물질, 펄프, 천연 섬유 중에서 어느 하나의 소재로 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센서장치를 구비한 직물지는, 상기와 같이 구성된 센서장치가 직물지에 소정 경로로 설치되거나, 상기 직물지의 직조과정에서 경사 및/또는 위사로 함께 공급, 직조되어 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 직물지는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 폭에 비해 길이가 긴 밴드 형태로 직조될 수 있다.

그리고, 상기 경사 및/또는 위사로 공급되는 섬유사는 신축성 고분자사를 포함할 수 있다.

상기 경사 및/또는 위사로서 공급되어 엮여지고 전원의 공급시 발열되는 발열선이나, 전원 및 신호의 전달을 위한 전원 및 신호전달선으로 적용할 수 있는 부가 도전선을 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 센서장치는, 선형 구조로 형성됨에 따라, 다양한 장치나 물품에 간편하게 설치할 수 있고, 다양한 분야에서 호환성 있게 적용할 수 있는 센서장치로 구현할 수 있다. 예컨대, 습도나 온도를 감지하는 센서로 구성한 경우 선형 구조로 형성됨에 따라 기저귀 커버, 욕창 방지용 매트리스 등에 용이하게 설치할 수 있어서 착용자의 대,소변이나 생리물질의 유출을 보호자나 착용자에게 신속하게 인지시킬 수 있다. 그리고, 상하수도관, 정유관, 등의 파이프 라인의 온도나 누설 등을 감지하는 센서로 편리하게 적용할 수 있고, 곡물, 연료, 물품 등의 창고 등과 같이 깊이에 따라 보관 상태를 검지할 필요가 있는 설비에 용이하게 적용할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 센서장치는 신축성을 갖는 선형 구조로 형성함에 따라, 스마트 의류 등과 같이 이동성, 활동성, 및 신축성이 요구되는 장치나 물품에 편리하게 적용할 수 있고, 신축구조이므로 충분한 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 센서장치는 하나의 몸체에 여러 가지 물리적 특성을 동시에 측정할 수 있는 다중 센서로 구성할 수 있고, 하나의 센서에 여러 측정 지점을 갖도록 구성할 수 있어서, 이를 응용하는 설비, 장치, 및 물품 등의 구조를 간결, 단순화할 수 있고, 제작비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다.

도1은 종래 센서장치를 설명하기 위한 도면,
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면,
도2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서장치에 적용할 수 있는 제1 및 제2 센서선의 다른 예를 나타내는 사시도,
도3a 및 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서장치의 변형예를 나타내는 도면,
도4a 및 도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면,
도5a 내지 도5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서장치의 변형예를 나타내는 도면,
도6a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면,
도6b 및 도6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치에 적용할 수 있는 중심선의 구성 예를 나타낸 사시도,
도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치의 변형예를 나타내는 도면,
도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면,
도9a 내지 도9c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면,
도10a 내지 도10c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면,
도11a 및 도11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치를 구비한 직물지를 나타내는 사시도,
도12a 및 도12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치를 구비한 직물지의 변형예를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2a 내지 도12b에 의거하여 상세히 설명하고, 도2a 내지 도12b에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 그리고, 첨부된 도면에서 부호 A, B로 표시된 부분은 유사한 구조여서 반복적으로 도시하지 않고 부호로 표기하고 구체적인 도시는 생략한 것이다.

첨부도면, 도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면으로, 도2a는 외피층을 구비하지 않은 구조를 나타낸 것이고, 도2b는 외피층이 형성된 구조를 나타낸 것이다. 그리고, 이하의 실시예에서는 본 발명에 따른 센서장치를 온도센서나 습도센서로 구성한 예를 중심으로 설명하였지만 검출소자를 감열소자나 감습소자 외에 다른 물리적 특성을 검출할 수 있는 소자로 구성하여 다양한 물리적 특성을 측정할 수 있는 센서로도 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 센서장치(1)는 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선(11), 제1 센서선(11)과 대응하는 가닥의 제2 센서선(12), 이 제1 및 제2 센서선(11,12)에 접속되는 검출소자(13)를 구비한다.

제1 센서선(11)은 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성하고 그 일측 말단에 접속 단자(111)가 형성되며, 타측으로 전극 단자(112)이 형성되어 있다.

제2 센서선(12)은 제1 센서선(11)과 마찬가지로 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성하고 그 일측 말단에 접속 단자(121)가 형성되며, 타측으로 전극 단자(122)이 형성되어 있다.

검출소자(13)는 본 발명에 따른 센서장치를 온도센서로 구성하고자 하는 경우에 제1 및 제2 센서선(11,12)의 전극 단자(112,122) 사이에 결합되어 감열작용을 수행할 수 있는 온도 검출소자로 구성된다. 예컨대, 온도 검출소자는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 갖는 NTC(negative temperature coefficient)서미스터 소자 또는 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 정저항온도계수의 특성을 갖는 PTC(positive temperature coefficient)서미스터 소자로 구성될 수 있다.

그리고, 검출소자(13)는 본 발명에 따른 센서장치를 습도센서로 구성하고자 하는 경우에 제1 및 제2 센서선(11,12)의 전극 단자(112,122) 사이에 결합되어 감습작용을 수행할 수 있는 습도 검출소자로 구성된다. 습도 검출소자는 습도에 따라 저항이 변하는 저항형 습도검출물질, 습도에 따라 정전용량이 변하는 정전용량형 습도 검출물질이 적용될 수 있지만, 감습물질로 알려진 다양한 소재와 그 혼합물 등으로 제한없이 구성될 수 있다. 예컨대, 저항형 습도검출물질로는 세라믹이나 무기질과 같이 습도에 따라 저항이 변화는 물질을 이용하고, 정전용량형 습도 검출물질은 PMMA(POLYMETHYL METHACRYLATE)와 같은 감습 폴리머 등을 이용한다.

본 실시예에서는 습도 검출소자로서 도포나 인쇄 방식으로도 구성할 수 있고 어느 정도 유연성을 갖는 전해질 고분자 조성물를 적용하기가 편리하다. 이 전해질 고분자 조성물은 전해질 고분자 및 가교제로 구성되고, 이를 알콜과 같은 유기 용매 단독 혹은 이들의 혼합물을 포함할 경우 용액 형태로 만들 수 있으므로, 이 용액을 도포, 열처리하여 구성할 수 있다. 이때, 전해질 고분자는 단량체로서 디아민계 화합물, 이 디아민계 화합물과 반응하는 디할로알칸계 화합물 등으로 구성할 수 있고, 가교제로는 디이소시아네이트, 메틸올멜라민, 메틸올우레아, 블록드이소시아네이트, 아지리딘, 옥사졸린, 에폭시 등으로 이루어지는 가교제 중에서 선택될 수 있다.

또한, 습도 검출소자는 전술한 일반적인 감습소자 외에도 제1 및 제2 센서선의 구조나 형태 등에 따라 펄프나 목화 등의 천연 감습물질로 구성되거나, 면(cotton), 모(wool), 견(silk), 마(linen) 등 천연섬유사로 구성할 수 있다.

그리고, 제1 및 제2 센서선(11,12)은, 수십 내지 수백 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 금속사로 구성하되, 바람직하게는 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 스텐레스선, 티타늄선, 동선 등에 절연 피복층이 형성된 금속사(통상 에나멜선이라 한다) 중에서 선택하여 구성한다. 그리고, 금속사의 가닥 수는 용도, 목적, 등에 따라 다양하게 변경할 수 있지만, 본 실시예에서는 2 내지 20 가닥을 배치하여 구성한다.

그리고, 제1 및 제2 센서선(11,12)에 형성되는 전극 단자(112,122)는 백금, 금, 은과 같은 금속, 이 금속을 도금, 증착 등의 방법으로 기재에 코팅하는 방식으로 구성할 수 있다.

센서장치(1)는 도2b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 센서선(11,12)의 외부에 덧씌워지는 외피층(14)을 구비한다. 이 외피층(14)은 제1 및 제2 센서선(11,12)의 외주에 감겨져 전기적 절연이나 보호커버의 기능을 수행하는 것으로, 다수 가닥의 외피 섬유사(141)를 권취하여 구성한다. 그리고, 외피 섬유사(141)는 주변과 구별되도록 특정 색상으로 염색될 수 있다. 즉, 센서장치(1)가 설치되는 주변 색상에 대해 식별성을 갖는 색상을 선택하여 염색한 섬유사를 이용하여 구성한다.

도2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서장치에 적용할 수 있는 제1 및 제2 센서선의 다른 예를 나타내는 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 센서선(11,12)은 중심에 배치되는 중심사(a), 중심사(a)에 엮여지는 복수 가닥의 절연, 피복된 도전사(b), 및 도전사(b)의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사(c)가 하나의 묶음으로 형성된 것을 적용할 수 있다. 이때, 도전사(b)는 10 내지 500 마이크로미터(㎛)정도의 직경을 갖는 절연피복된 금속사로 구성한다.

이때, 중심사(b)는 제1 및 제2 센서선(11,12)을 높은 인장강도를 갖도록 구성하고자 하는 경우에 고장력 섬유사로 구성하고, 제1 및 제2 센서선(11,12)을 신축성을 갖도록 구성하고자 하는 경우에 신축성 고분자사로 구성한다.

그리고, 외피 섬유사(141)는 온도 또는 습도의 변화시에 이를 시각적으로 용이하게 확인할 수 있도록 특정 온도 또는 습도에서 색상이 변화되는 시온 염료가 도포되거나 염색될 수 있다.

첨부도면, 도3a 및 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서장치의 변형예를 나타내는 도면이다.

도3a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 센서장치(1)는 제1 센서선(11), 제1 센서선(11)과 대응하는 제2 센서선(12), 및 검출소자(13)를 구비하되, 검출소자(13)를 매개로 서로 연결되면서 한 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서선(11,12)을 복수의 쌍으로 구성할 수 있다. 도3a에서는 2 쌍의 제1 및 제2 센서선(11,12)을 구비하도록 구성되어 있지만, 이에 제한되지 않고 3 쌍 이상으로도 구성할 수 있다.

이때, 각 쌍의 제1 및 제2 센서선(11,12)과 접속되는 검출소자(13)는 모두 온도 검출소자로 구성하여 센서장치를 온도의 측정만을 위한 센서장치로 구성할 수도 있고, 검출소자(13)가 모두 습도 검출소자로 구성되어 센서장치를 습도만을 측정할 수 있는 센서장치로 구성할 수도 있을 뿐만 아니라, 특정 쌍의 제1 및 제2 센서선(11,12)과 접속되는 검출소자(13)는 온도 검출소자로 구성하고 다른 쌍의 제1 및 제2 센서선(11,12)과 접속되는 검출소자(13)는 습도 검출소자로 구성하여 하나의 센서장치(1)로서 온도 및 습도의 측정이 가능한 센서장치로도 구성할 수 있다.

그리고, 각 제1 및 제2 센서선(11,12) 쌍은 길이가 서로 다르게 형성되어 측정 지점이 서로 다르게 구성된다. 이와 같이 측정 지점이 서로 다르게 형성되면 하나의 센서장치(1)로도 여러 위치의 온도나 습도를 측정할 수 있으므로 측정 지점이 깊이, 길이, 등에 따라 서로 다른 여러 위치의 온도나 습도를 측정할 필요가 있는 장치에도 단일의 센서장치만을 설치하여 구성할 수 있는 장점이 있다. 예컨대, 사료저장창고, 곡물저장창고, 물류창고 등에 설치할 경우, 단일의 센서장치에 의해 깊이가 서로 다른 여러 지점의 온도나 습도를 간편하게 측정할 수 있으므로 저장고의 시설이 간단하고 유지보수 등 효과적인 관리가 가능하게 된다. 그 외에도, 환자용 매트 및 의료용 매트에 설치할 경우 부위별로 환자의 온도나 습도를 간편하게 측정할 수 있다.

도3b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 센서장치(1)는 제1 센서선(11), 제1 센서선(11)과 대응하는 제2 센서선(12), 및 검출소자(13)를 구비하되, 제1 및 제2 센서선(11,12)은 소정 간격으로 이격되게 복수의 전극 단자(112,122)가 형성되어 있고, 이 각 전극 단자에 검출소자(13)가 접속되도록 하여 한 쌍의 제1 및 제2 센서선(11,12)에 다수의 측정 지점이 형성되도록 구성되어 있다.

한편, 제1 실시예에 따른 센서장치(1)는 도면에 도시하지는 않았으나 이하의 제2 실시예에서 구체적으로 설명하는 신축길이조절선(미도시)을 더 구비할 수 있다. 신축길이조절선은 제1 및 제2 센서선(11,12)과 함께 감김 형성되되 제1 및 제2 센서선(11,12) 보다 짧은 길이로 형성되어, 길이방향으로 작용되는 인장력에 의해 제1 및 제2 센서선(11,12)이 일자형으로 펼쳐지기 전에 먼저 펼쳐지면서 제1 및 제2 센서선(11,12)의 펼쳐지는 것을 차단하여 손상이나 파단을 방지하는 기능을 수행한다.

첨부도면, 도4a 및 도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면으로, 도4a는 외피층을 구비하지 않은 구조를 나타낸 것이고, 도4b는 외피층이 형성된 구조를 나타낸 것이다. 이하의 실시예에서, 제1 실시예와 동일, 유사한 제1 및 제2 센서선과 검출소자에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 센서장치(2)는 제1 센서선(21), 제1 센서선(21)과 대응하는 가닥의 제2 센서선(22), 및 검출소자(23)를 구비하되, 제1 및 제2 센서선(21,22)의 내부에 길이방향으로 배치되는 중심선(25)을 더 구비한다.

제1 센서선(21)은 일측 말단에 접속 단자(211)가 형성되고 타측으로 적어도 하나 이상의 전극 단자(212)가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성하고, 제2 센서선(22)은 일측 말단에 접속 단자(221)가 형성되고 타측으로 적어도 하나 이상의 전극 단자(222)가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 감아 형성한다.

중심선(25)은 내부 중심에 배치됨에 따라 제1 및 제2 센서선(21,22)을 감을 수 있는 지지선의 기능을 수행하게 되는 것으로, 센서장치(2)의 사용목적에 맞게 신축사나 비신축사로 구성될 수 있다.

중심선(25)이 신축사로 구성되면 코일 형태로 감김된 제1 및 제2 센서선(21,22)과 함께 인장력이 작용 여부에 따라 센서장치 전체를 길이방향으로 팽창 및 수축되게 구성할 수 있게 된다. 이와 같이 신축 가능하게 구성된 센서장치(2)는 움직임이 있는 기계장치나, 활동성과 착용감이 요구되는 스마트 의류 등에 효과적으로 적용할 수 있다. 이때, 신축사로는 스판사 등으로 호칭되고 있는 고분자 신축사로 구성한다.

중심선(25)이 비신축사로 구성되면 센서장치의 길이방향에서 인장력이 작용될 경우 이를 지지하는 보강선의 기능을 수행하므로, 제1 및 제2 센서선(21,22)의 파단이나 손상을 방지할 수 있다. 즉, 길이방향으로 일자형으로 배치된 중심선(25)은 권취된 제1 및 제2 센서선(21,22)에 비해 상대적(중심선은 일자형으로 배치되므로 꼬임 구조의 제1 및 제2 센서선에 비해 길이가 짧음)으로 길이가 짧으므로 인장력의 작용시에 먼저 펼쳐져 인장력을 지지하게 되고, 이에 따라 제1 및 제2 센서선(21,22)이 더 이상 늘어나지 않게 된다. 이때, 비신축사로는 인장강도와 내열 특성이 뛰어난 고장력 섬유사를 적용하되, 대표적인 고장력 섬유사로는 아라미드사나 케브라사가 적용될 수 있다.

그리고, 센서장치(2)는 도4b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 센서선(21,22)의 외부에 다수 가닥의 섬유사(241)를 권취하여 형성한 외피층(24)을 구비할 수 있다.

첨부도면, 도5a 내지 도5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서장치의 변형예를 나타내는 도면이다.

도5a에 도시된 바와 같이 센서장치(2)는 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선(21), 제1 센서선(21)과 대응하는 가닥의 제2 센서선(22), 및 검출소자(23)를 구비하되, 전술한 제1 실시예의 변형예에서와 마찬가지로 검출소자(23)를 매개로 서로 연결되면서 한 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서선(21,22)을 복수의 쌍으로 구성할 수 있다.

도5b에 도시된 바와 같이 센서장치(2)는 제1 및 제2 센서선(21,22)의 사이사이에 감김 형성되어 제1 및 제2 센서선(21,22)이 서로 접촉되지 않도록 보조 감김선(26)을 구비함으로써 절연 특성의 향상과 완충 기능을 수행하도록 되어 있다. 이때, 보조 감김선(26)은 절연 특성이 뛰어난 사를 감아서 구성하고, 바람직하게는 제1 및 제2 센서선의 직경(데니어) 보다 큰 직경을 갖도록 형성한 것을 적용하여 구성한다.

그리고, 도5c에 도시된 바와 같이 센서장치(2)는 제1 및 제2 센서선(21,22)과 함께 감김 형성되되 제1 및 제2 센서선(21,22) 보다 짧은 길이(권취 횟수를 작게 함)로 형성되는 신축길이조절선(27)을 더 구비한다. 이 신축길이조절선(27)은 길이방향으로 작용되는 인장력에 의해 제1 및 제2 센서선(21,22)이 일자형으로 펼쳐지기 전에 먼저 펼쳐지면서 제1 및 제2 센서선(21,22)이 펼쳐지는 것을 차단하여 파단을 방지한다.

도5d에 도시된 바와 같이 센서장치(2)는 중심선(25)의 외부에 발열선이나, 전원 및 신호의 전달을 위한 전원 및 신호전달선으로 적용할 수 있는 부가 도전선(28)을 구비함으로써 센서장치에 다양한 기능이 부가되도록 할 수 있다.

예를 들어, 본 실시예에 따른 센서장치(2)를 습도의 측정을 위한 센서장치로 구성하고 부가 도전선(28)을 전원의 공급시에 저항치에 의해 발열되는 발열선으로 형성할 경우, 습도 검출소자로 구성된 검출소자(23)가 최초 수분을 흡습하여 습도를 측정한 후 발열선에 전원을 공급하여 발열작용을 수행하도록 하게 되면 습도 검출소자를 신속하게 건조함으로써 고습도로 인한 검출소자(23)의 팽윤현상과 제1 및 제2 센서선(21,22)나 전극 단자(212,222)의 산화와 같은 문제점을 해소할 수 있어서, 센서장치의 오작동을 방지할 수 있고 수명을 연장할 수 있는 장점을 갖는다.

그 외에도, 제2 실시예에 따른 센서장치(2)는 변태 온도에서 설정된 형상으로 변태되는 형상기억합금사 또는 형상기억수지사를 더 구비할 수 있다. 이때, 형상기억합금사 또는 형상기억수지사는 중심선으로 구성하거나 제1 및 제2 센서선(21,22)과 함께 길이방향을 따라 배치하거나 중심선(25)에 감아 구성할 수 있다. 이러한 형상기억합금사 또는 형상기억수지사는 특정 온도에서 센서장치가 특정한 형상으로 변형되도록 하고자 할 경우에 배치하여 구성한다.

예컨대, 도5d에 도시된 중심선을 형상기억합금사 또는 형상기억수지사로 구성할 경우 발열선에 의해 온도가 상승되어 변태 온도에 도달되면 기 설정된 특정 형상으로 변태되면서 그 외주면에 감김된 제1 및 제2 센서선을 함께 변태시켜 센서장치의 전체 형상이 소망하는 형상으로 변화될 것이다.

첨부도면, 도6a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면이다.

도6a에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치(3)는 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선(31), 제1 센서선(31)과 대응하는 가닥의 제2 센서선(32), 제1 및 제2 센서선(31,32)의 내측에 길이방향을 따라 배치되는 중심선(35)을 구비하되, 중심선(35)에 제1 및 제2 센서선(31,32)의 전극 단자(312,322)와 접속되는 검출소자(33)가 구성되어 있다.

제1 센서선(31)은 일측 말단에 접속 단자(311)가 형성되고 타측으로 적어도 하나 이상의 전극 단자(312)가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성하고, 제2 센서선(32)은 일측 말단에 접속 단자(321)가 형성되고 타측으로 적어도 하나 이상의 전극 단자(312)가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 감아 형성한다.

그리고, 제1 및 제2 센서선(31,32)에 형성된 전극 단자(312,322)는 도6a의 확대부에 나타난 바와 같이 중심선(35)상의 검출소자(33)측에 접속되도록 되어 있다.

도6b 및 도6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치에 적용할 수 있는 중심선의 구성 예를 나타낸 사시도로, 중심선(35)은 도6b에 나타난 바와 같이 제1 및 제2 센서선(31,32)의 전극 단자가 접속되는 부분에만 검출소자(33)가 형성되거나, 도6c에 나타난 바와 같이 중심선(35) 전체가 검출소자로 구성될 수 있다.

예컨대, 도6b에서 검출소자(33)는 중심선에 온도 또는 습도 검출 폴리머를 코팅하는 방법으로 형성하거나, 중심선 전체를 온도 또는 습도 검출 폴리머로 형성하고 그 외부에 알루미늄층을 형성한 후 전극단자와의 접속부위를 양극산화시켜 산화알루미늄으로 형성하여 구성할 수 있다.

첨부도면, 도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치의 변형예를 나타내는 도면이다.

도7a에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서장치(3)는 검출소자(33)측에 서로 연결되면서 한 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서선(31,32)을 복수의 쌍으로 구성하고, 각 제1 및 제2 센서선(31,32) 쌍은 길이가 서로 다르게 형성되어 측정 지점이 서로 다르게 구성된다.

그리고, 도7b에 도시된 바와 같이, 센서장치는 제1 센서선(31), 제2 센서선(32), 및 검출소자(33)를 구비하되, 제1 및 제2 센서선(31,32)에 소정 간격으로 이격되게 복수의 전극 단자(312,322)가 형성되고, 각 전극 단자가 검출소자(33)에 접속되도록 하여 한 쌍의 제1 및 제2 센서선(31,32)에 다수의 측정 지점이 형성되도록 구성될 수 있다.

첨부도면, 도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면이다.

도8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 센서장치(4)는 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선(41), 제1 센서선(41)과 대응하는 가닥의 제2 센서선(42), 제1 및 제2 센서선(41,42)의 내측에 길이방향을 따라 배치되는 중심선(45), 제1 및 제2 센서선(41,42)의 전극 단자(412,422)와 접속되는 검출소자(43)를 구비하되, 검출소자(43)는 중심선(45)에 감김되는 선형부재로 구성되어 있다.

검출소자(43)는 선형부재로 형성하되, 도8의 확대부에 나타난 바와 같이 제1 및 제2 센서선(41,42)의 전극 단자(412,422)가 접속되는 부분에만 검출물질로 형성된 검출부가 형성되거나, 선형부재 전체가 검출물질을 포함하는 검출부로 형성될 수 있다.

첨부도면, 도9a 내지 도9c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면으로, 일 부분만을 도시한 것이다.

도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이 본 발명의 제5 실시예에 따른 센서장치(5)는 전극 단자(미도시)를 구비한 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선(51), 전극단자를 구비하고 제1 센서선(51)과 대응하는 가닥의 제2 센서선(52), 및 제1 및 제2 센서선(51,52)의 전극 단자와 접속되는 검출소자(53)를 구비하되, 제1 및 제2 센서선(51,52)은 길이방향으로 따라 배치되는 도전성을 갖는 선형 부재로 구성되고, 검출소자(53) 또한 선형부재로 구성되며, 상기 검출소자(53)와, 제1 및 제2 센서선(51,52)의 외면에 덧씌워지는 외피층(54)을 구비한다.

상기 검출소자(53)는 도9a에 도시된 바와 같이 일자형으로 구성되어, 제1 및 제2 센서선(51,52)과 평행하게 배치하고, 외피층(54)은 복수의 섬유사를 제1 및 제2 센서선(51,52)의 외면에 감아 구성한다.

그리고, 검출소자(53)는 제1 실시예에서 기재된 바와 같이 온도 검출소자 또는 습도 검출소자 중에서 어느 하나로 구성될 수 있고, 검출소자를 습도 검출소자로 구성하여 습도 센서장치로 구성할 경우에는 펄프나 목화 등의 천연 감습물질을 선형부재로 형성하여 구성하거나, 면(cotton), 모(wool), 견(silk), 마(linen) 등 천연섬유사로 구성할 수 있다. 이와 같이 천연 감습물질을 적용하여 습도 센서장치를 구성하게 되면, 친환경적인 소재이므로 유아용 및 환자용 기저귀나, 여성용 생리대에 설치하여 대,소변이나 생리물질의 유출을 보호자나 착용자에게 인지시킬 수 있는 장치로 활용할 수 있다. 즉, 검출소자(53)에 습기가 유입되면 제1 및 제2 센서선(51,52)이 전기적 통전상태로 되고, 이러한 전기적 통전시에 경보램프가 점등되도록 하거나 경보기에 의해 경보음이 발생되도록 별도의 부가장치를 구성하게 되면 편의성을 갖는 의료용 또는 생활용 기저귀나 생리대 등으로 이용할 수 있다.

또한, 습도 검출소자를 천연 감습물질로 형성한 경우에는 외피층을 형성하는 섬유사를 나이론사, 폴리에스터사, 아크릴사와 같이 수분의 흡수성이 없는 비흡수성 사(

)를 감아 형성한다. 이때, 습도 검출소자와 접속되는 전극 단자는 별도의 전극을 형성하여 제1 및 제2 센서선(51,52)에 전기적으로 연결되게 구성할 수도 있지만, 별도의 전극 단자를 형성하지 않고 제1 및 제2 센서선의 절연층의 일부를 제거하여 노출되도록 함으로써 습기의 유입시 전기적으로 통전 되면서 습기의 발생을 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 검출소자(53)는 도9b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 센서선(51,52)의 외면에 감김 형성되고, 그 외부에 섬유사(541)에 의해 외피층(54)이 형성되는 구조로도 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 제5 실시예에 따른 센서장치(5)는 단면구조가 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이 섬유사를 원형 단면 구조를 갖도록 엮거나, 도9c에 도시된 바와 같이 섬유사를 댕기머리를 엮어매는 형태로 엮어 폭에 비해 두께가 얇은 띠형 단면 구조를 갖도록 형성할 수 있다.

첨부도면, 도10a 내지 도10c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 센서장치를 나타내는 도면이다.

도10a에 도시된 바와 같이 본 발명의 제6 실시예에 따른 센서장치(6)는 폭에 비해 길이가 긴 밴드 형태로 형성되는 센서몸체(6a), 센서몸체(6a)에 적어도 한 가닥 이상으로 배치되는 제1 센서선(61), 센서몸체(6a)에 적어도 한 가닥 이상으로 배치되는 제2 센서선(62), 및 제1 및 제2 센서선(61,62)의 전극 단자 사이에 결합되는 검출소자(63)를 포함할 수 있다.

상기 센서몸체(6a)는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 직물지 밴드로 구성된다. 그리고, 센서몸체(6a)는 길이방향 및/또는 폭방향으로 인가되는 외력(인장력)에 대해 신축되도록 경사 및/또는 위사로 공급되는 섬유사를 스판사와 같은 신축성 고분자사를 포함하여 구성할 수 있다.

제1 센서선(61)과, 제2 센서선(62)은 일측 말단에 접속 단자(611,621)가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자(미도시)가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재로 구성된다. 이때, 제1 및 제2 센서선(61,62)은 도2c에 도시된 형태와 유사하게 중심에 배치되는 중심사(a), 중심사에 엮여지는 복수 가닥의 절연, 피복된 도전사(b), 및 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사(c)가 하나의 묶음으로 형성된 것을 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 및 제2 센서선(61,62)은 도10b 및 도10c에 도시된 바와 같이 센서몸체(6a)의 직조과정에서 위사 및/또는 경사로 공급되어 파형 구조로 직조, 배치될 수 있다.

상기 검출소자(63)는 도10b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 센서선(61,62)의 전극 단자(612,622)에 접속되는 형태로 구성할 수도 있고, 도10a 및 도10c에 도시된 바와 같이 검출소자(미도시)를 선형 부재로 구성하고, 센서몸체(6a)의 직조시에 경사 또는 위사로 공급하여 제1 및 제2 센서선(61,62)에 근접되게 직조한다. 예컨대, 수분 흡수성이 뛰어난 천연 섬유사(미도시)를 제1 및 제2 센서선(61,62)과 접한 센서몸체(6a)의 일부로 직조하여 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 센서장치(6)는 도10b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 센서선(61,62)을 쌍을 이루도록 구성하되, 제1 및 제2 센서선(61,62)을 복수 쌍으로 구성하여 하나의 센서장치에서 복수의 측정 지점을 갖도록 구성할 수도 있다.

아울러, 본 발명의 제6 실시예에 따른 센서장치(61)는 도면에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 전원의 공급시에 저항치에 의해 발열되는 발열선이나, 전원 및 전기신호의 전달을 위한 전원 및 신호전달선의 기능을 수행하는 부가 도전선(미도시)을 더 구비할 수 있다. 이와 같이 센서몸체에 구비되는 부가 도전선을 전원 및 신호전달선으로 구성할 경우 압력센서 등과 같은 또 다른 센서장치나 LED와 같은 각종 램프, GPS 모듈 및 무선통신모듈 등이 접속될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 센서장치를 구비한 직물지에 대해 설명한다.

도11a 및 도11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치를 구비한 직물지를 나타내는 사시도이다.

도11a 및 도11b를 참조하면, 센서장치를 구비한 직물지(7)는 제1 내지 제5 실시예에 기술한 센서장치(1,2,3,4,5) 중에서 어느 하나를 직물지(7a)상에 구성한 것이다.

도11a에 도시된 바와 같이 센서장치를 구비한 직물지(7)는 선형 구조의 센서장치(1,2,3,4,5)를 직물지에 배치하는 방법으로서, 센서장치를 직물지의 직조과정에서 경사 및/또는 위사로 공급하여 함께 직조되도록 하여 구성할 수 있다. 이때, 직조방법은 제직과 편직을 모두 이용할 수 있지만, 센서장치의 직경 또는 굵기를 1mm 이하로 형성하여 편직방식으로 직조하는 것이 바람직하다.

그리고, 직물지(7a)는 형태에 제한 없이 사용목적 및 용도에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 사용상의 편의성을 고려하여 폭에 비해 길이가 긴 밴드 형태(띠 형)로 직조한다

이때, 직물지(7a)가 인장력과 같은 외력에 대해 신축되도록 구성하고자 하는 경우에는 경사 및/또는 위사로서 스판사와 같은 신축성 고분자사를 공급하여 직조한다.

전술한 선형 구조의 센서장치를 직물지(7)에 배치하는 방법으로 직조방법 외에 도11b에 도시된 바와 같이 먼저 직물지(7a)를 형성한 상태에서 그 면에 센서장치를 배치하여 고정하는 방식으로 구성할 수 있다. 예컨대, 자수기에서 자수사를 공급하는 방식으로 센서장치(1,2,3,4,5)를 직물지(7a)의 상면 또는 저면에 공급하고, 고정사(미도시, 통상 재봉실, 밑실, 또는 윗실이라 호칭됨)에 의해 엮여져 고정되도록 한다. 이러한, 자수방식 외에도 선형의 센서장치(1,2,3,4,5)를 직접 직물지(7a)의 상면 및 하면에 번갈아가며 상하로 꿰매어 구성할 수 있다.

도12a 및 도12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치를 구비한 직물지의 변형예를 나타내는 사시도로서, 센서장치를 구비한 직물지(7)는 도12a 및 도12b에 도시된 바와 같이 스마트 의류, 등의 소재로 적용할 경우 온열 기능이 부가되도록 직조과정에서 경사 및/또는 위사로서 공급되어 엮여지고 전원의 공급시 발열되는 발열선이나, 전원이나 전기신호 등의 전달을 위한 전원 및 신호 전달선의 기능을 수행하는 부가 도전선(72)이 직조과정에서 경사 및/또는 위사로서 공급되어 엮여져 구성될 수 있다.

이때, 부가 도전선(72)은 도12a에 도시된 바와 같이 복수 가닥의 절연된 도전사(b)를 복수 가닥의 섬유사(c)로 피복되게 엮어 하나의 묶음으로 형성한 것을 적용하여 구성한다. 특히, 도전사(b)의 중심에는 아라미드사, 케브라사와 같은 고장력 섬유사로 구성되는 중심사(a)가 내장되어 부가 도전선(72)에 큰 인장력이 작용되더라도 도전사(b)가 파단 되지 않도록 되어 있다.

또한, 부가 도전선(72)은 도12b에 도시된 바와 같이 부가 도전선을 일자형 구조로 직조하는 경우에는 직물지(7a)에 인가되는 인장력에 대해 신축성을 갖도록 구성한다. 즉, 부가 도전선(72)은 내부 중심에 배치되고 스판사와 같이 신축성을 갖는 재질로 형성된 신축성 내선(d), 내선(d)에 감김되는 복수 가닥의 절연된 도전사(e), 및 도전사(e)의 외주면에 복수 가닥의 섬유사를 엮여 신축성을 갖도록 형성한 외피층(f)을 구비한 구조로 되어 있다.

이때, 도전사(e)는 수십 내지 수백 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 스텐레스선, 티타늄선, 동선 등에 절연 피복층이 형성된 금속사(통상 에나멜선이라 한다) 중에서 선택하여 구성한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서장치와 이를 구비한 직물지를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,2,3,4,5,6:센서장치
11,21,31,41,51,61:제1 센서선
12,22,32,42,52,62:제2 센서선
13,23,33,43,53,63:검출소자
14,24,34,44,54:외피층
25,35,45:중심선
6a:센서몸체
7:센서장치를 구비한 직물지
7a:직물지
72:부가 도전선

Claims (27)

1. 센서장치에 있어서,
   일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선;
   일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 상기 제1 센서선에 감아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 제2 센서선; 및
   상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자와 접속되는 검출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 검출소자를 매개로 서로 연결되면서 한 쌍을 이루는 상기 제1 및 제2 센서선이 복수의 쌍으로 구성되고, 상기 각 제1 및 제2 센서선 쌍은 길이가 서로 다르게 형성되어 측정 지점이 서로 다르게 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 센서선의 내측에 길이방향을 따라 배치되는 적어도 한 가닥 이상의 중심선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자는 상기 중심선에 접속되고,
   상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자가 접속되는 상기 중심선 부분에만 상기 검출소자가 구성되거나, 상기 중심선 전체가 상기 검출소자로 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 검출소자에 연결되면서 한 쌍을 이루는 상기 제1 및 제2 센서선이 복수의 쌍으로 구성되고, 상기 각 제1 및 제2 센서선 쌍은 길이가 서로 다르게 형성되어 측정 지점이 서로 다르게 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 중심선은 신축성 고분자사로 구성되어 상기 제1 및 제2 센서선과 함께 신축되도록 된 것을 특징으로 하는 센서장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 검출소자는 상기 제1 및 제2 센서선와 함께 상기 중심선에 감김되는 선형부재로 구성되어, 상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자가 접속되는 부분에만 검출물질로 형성된 검출부가 형성되거나, 선형부재 전체가 검출물질을 포함하는 검출부로 형성되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
8. 센서장치에 있어서,
   일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 길이방향으로 배치한 적어도 한 가닥 이상의 제1 센서선;
   일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재를 상기 제1 센서선에 평행하게 대응 배치한 제2 센서선;
   상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자와 접속되는 검출소자; 및
   상기 제1 및 제2 센서선의 외면에 덧씌워지는 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 검출소자는 선형 부재로 구성되어, 상기 제1 및 제2 센서선과 평행하게 배치되거나, 상기 제1 및 제2 센서선의 외면에 감김 형성되고,
   상기 외피층은 복수의 섬유사를 상기 제1 및 제2 센서선의 외면에 엮어 구성한 것을 특징으로 하는 센서장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 검출소자는 선형 부재로 구성되어, 상기 센서몸체를 구성하는 경사 또는 위사로 공급되어 상기 제1 및 제2 센서선과 접하여 직조되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
11. 센서장치에 있어서,
    폭에 비해 길이가 긴 밴드 형태로 형성되는 센서몸체;
    일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재로 구성되어, 상기 센서몸체에 적어도 한 가닥 이상으로 배치되는 제1 센서선;
    일측 말단에 접속 단자가 형성되고 타측으로 하나 이상의 전극 단자가 형성된 도전성을 갖는 선형 부재로 구성되어, 상기 센서몸체에 적어도 한 가닥 이상으로 배치되는 제2 센서선; 및
    상기 제1 및 제2 센서선의 전극 단자 사이에 배치되는 검출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 센서몸체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 직물지 밴드로 구성되고,
    상기 제1 및 제2 센서선은 상기 센서몸체의 직조과정에서 위사 및/또는 경사로 공급되어 파형 구조로 직조, 배치된 것을 특징으로 하는 센서장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 검출소자는 온도 검출소자 또는/및 습도 검출소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출소자는 온도 검출소자 또는/및 습도 검출소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센서선과 함께 감김 형성되되 상기 제1 및 제2 센서선 보다 짧은 길이로 형성되어, 길이방향으로 작용되는 인장력에 의해 상기 제1 및 제2 센서선이 일자형으로 펼쳐지기 전에 먼저 펼쳐지면서 상기 제1 및 제2 센서선의 펼쳐지는 것을 차단하여 파단을 방지하는 신축길이조절선이 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센서선의 사이사이에 감김 형성되어 상기 제1 및 제2 센서선이 서로 접촉되지 않도록 함으로써 절연 특성의 향상과 완충 기능을 수행하는 보조 감김선을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센서선의 외부에 덧씌워지는 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센서선은, 중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사에 엮여지는 복수 가닥의 절연, 피복된 도전사, 및 상기 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사가 하나의 묶음으로 형성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 중심사는 고장력 섬유사 또는 신축성 고분자사로 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
20. 제18항에 있어서,
    상기 외피 섬유사는, 주변과 구별되도록 특정 색상으로 염색되거나, 특정 온도 또는 습도에서 색상이 변화되는 시온 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
21. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센서선과 함께 길이방향을 따라 배치되고 변태 온도에서 설정된 형상으로 변태되는 형상기억합금사 또는 형상기억수지사가 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
22. 제14항에 있어서,
    전원의 공급시 발열되는 발열선이나, 전원 및 신호의 전달을 위한 전원 및 신호전달선으로 적용할 수 있는 부가 도전선이 더 구비된 것을 특징으로 하는 센서장치.
23. 제14항에 있어서,
    상기 온도 검출소자는 부저항온도계수의 특성을 서미스터 물질 또는 정저항온도계수의 특성을 갖는 서미스터 물질로 구성되고,
    상기 습도 검출소자는 습도에 따라 저항이 변하는 저항형 습도검출물질, 습도에 따라 정전용량이 변하는 정전용량형 습도 검출물질, 펄프, 천연 섬유 중에서 어느 하나의 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치.
24. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 센서장치가 직물지에 소정 경로로 설치되거나, 상기 직물지의 직조과정에서 경사 및/또는 위사로 함께 공급, 직조되어 구성된 것을 특징으로 하는 센서장치를 구비한 직물지.
25. 제24항에 있어서,
    상기 직물지는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 폭에 비해 길이가 긴 밴드형태로 직조된 것을 특징으로 하는 센서장치를 구비한 직물지.
26. 제25항에 있어서,
    상기 경사 및/또는 위사로 공급되는 섬유사는 신축성 고분자사를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치를 구비한 직물지.
27. 제19항에 있어서,
    상기 경사 및/또는 위사로서 공급되어 엮여지고 전원의 공급시 발열되는 발열선이나, 전원 및 신호의 전달을 위한 전원 및 신호전달선으로 적용할 수 있는 부가 도전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서장치를 구비한 직물지.

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