NO342283B1

NO342283B1 - Et elektrisk sensornettverk, system og en metode for dets produksjon

Info

Publication number: NO342283B1
Application number: NO20092511A
Authority: NO
Inventors: Juhani Virtanen; Kari Kyyny; Timo Joutsenoja
Original assignee: Elsi Tech Oy
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2018-04-30
Also published as: CN101617236A; CA2671163A1; WO2008068387A1; KR20090094127A; US20130213928A1; US20110050202A1; EG25666A; EP2089728B1; RU2009125532A; PT2089728T; ES2586726T3; PL2089728T3; KR101410093B1; IL199090A; DK2089728T3; NO20092511L; RU2453989C2; AU2007330702B2; US8643379B2; JP5466014B2

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen angår et sensornettverk (W) for elektrisk feltregistrering. Sensornettverket omfatter et substrat som har en langsgående retning (LD), og minst én rad av elektrisk ledende sensorområder (1) dannet til å følge hverandre på en suksessiv måte langs den langsgående retningen og arrangert på én side av substratet, og en gruppe av ledere dannet på den samme siden av substratet. Hvert elektrisk ledende sensorområdet som skal anvendes for registreringsformål er elektrisk forbundet til én leder (2). Lederne tilpasset til å føye seg til, en etter en, gruppen av ledere som går frem i den langsgående retningen av substratet og andre ledere av gruppen er tilpasset til å gi rom for lederne som føyer seg inn. Den foreliggende oppfinnelsen angår også en metode for produksjon av et sensornettverk og et system for å overvåke et rom.

Description

Et elektrisk sensornettverk, system og en metode for dets produksjon

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelsen relaterer seg til et sensornettverk. Sensornettverket kan anvendes f.eks. i gulvkonstruksjoner for å overvåke elektrisk ledende objekter, objekter med dielektriske egenskaper og objekter inneholdende ladninger, f.eks. bevegelse og plassering av en menneskekropp som beskrevet f.eks. i publikasjon WO2005/020171A1. F.eks., er sensornettverket anvendelig for å overvåke eldre og funksjonshemmede mennesker og deres vitale funksjoner. Andre mulige anvendelser er å overvåke innsatte i fengsler, hjem- og industrielle automatiseringsapplikasjoner, fremkomstmiddel airbag systemer og andre registrerende applikasjoner.

Den foreliggende oppfinnelsen relaterer seg også til en metode for produksjon av et sensornettverk.

BAKGRUNN

Publikasjon WO 2006/003245 beskriver et sensorprodukt for elektrisk feltregistrering. Sensorproduktet er i nettverksform og det omfatter sekvensielle ledende områder som har blitt forbundet til ledere. Lederne er parallelle til hverandre.

Publikasjon WO 2006/003245 beskriver at parallelle rette ledninger strekker seg i en langsgående retning av nettverket. Publikasjonen lærer at det er to muligheter til å arrangere kontakten mellom et ledende område og en leder: 1) en overgang dannes gjennom nettverket, og den fylles med ledende blekk mens lederen dannes, f.eks. ved å trykke på den motsatte siden av nettverket, som så ledes danner en ledende vei gjennom nettverket, 2) en dielektrisk bro dannes over lederne, og den dielektriske broen avbrytes ved punktet hvor en elektrisk kontakt er ønskelig.

For å oppnå et enkelt anvendelig og funksjonelt sensornettverk, er konstruksjonen av kontakten mellom det ledende området og lederen svært viktig fordi nettverket bør være avkuttbart hvor enn ønskelig.

EP 1361502 A2 beskriver en løsning som omfatter de tekniske trekkene kjent fra den innledende delen av de selvstendige kravene

FR 2744546 A1 beskriver fleksibel isolerende matte for detektering av personer og objekter.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Målet med oppfinnelsen er å lage et sensornettverk som har en enkelt struktur og som er enkelt og produsere. Når sensornettverket, f.eks. det ledende sensorområdet implementeres i ett plan eller lag, påkreves ingen overganger eller dielektriske broer.

En ytterligere fordel av strukturen blant variasjoner av sensornettverket er at mønstringen av sensorelektroder og ledere kan gjøres i enkle prosesseringstrinn, selv som et enkelt prosesseringstrinn.

Videre kan også sensorstrukturen presentert her også karakteriseres av det kjennetegnet at sensornettverket kan være kuttet over den langsgående retningen av nettverket hvor som helst langs denne retningen, og avkuttsensorlaminatet vil danne en funksjonell enhet opp til sensortelling som ikke overskrider antallet ledninger som krysser eggene. Således, under produksjon, er strukturen av sensornettverket upåvirket av antallet av ledende områder som påkreves i et spesifikt sensornettverkt for en gitt anvendelse eller system som skal monteres.

Sensornettverket omfatter et substrat som har en langsgående retning, suksessive elektriske ledende områder på overflaten av substratet og en gruppe parallelle ledere (dvs. ledere ved siden av hverandre) som beveger seg fremover i den langsgående retningen av substratet. De elektrisk ledende områdene virker som kapasitive sensorer, som er forbundet til egnet elektronikk via ledningene. Sensornettverket kan produseres ved å anvende en valse-til-valse prosess eller verktøy eller en hvilken som helst annen masseproduksjonsprosess som kan ta i bruk det identisk repetitive mønsteret av sensorområdene i nettverksretningen.

Substratet er i nettverksform. Substratet omfatter plastmateriale, eller fibermateriale i formen av en ikke-vevd tekstil, tekstil, papir eller papp. Egnet plast er f.eks. plast omfattende polyetylentereftalat (PET), polypropylen (PP) eller polyetylen (PE). Substratet er fortrinnsvis hovedsakelig fleksibelt for å tilpasse seg andre overflater på hvile de er plassert. Ved siden av én lagsstruktur, kan substratet omfatte flere lag festet til hverandre. Substratet kan omfatte lag som er laminert til hverandre, ekstruderte lag, belagte eller trykte lag, eller blandinger av disse. Vanligvis er det et beskyttende lag på overflaten av substratet slik at det beskyttende laget dekker de elektrisk ledende områdene og lederne. Det beskyttende laget kan bestå av et hvilket som helst fleksibelt materiale, f.eks. papir, papp eller plast slik som PET, PP eller PE. Det beskyttende laget kan være i formen av et ikke-vevd, et tekstil eller en folie. En beskyttende dielektrisk belegging, f.eks. en akrylbasert belegging er mulig.

De elektriske ledende områdene omfatter elektrisk ledende materiale, og de elektrisk ledende områdene kan være, f.eks., men ikke begrenset til, trykte lag, belagte lag, fordampede lag, elektropresipiterte lag, sprøytede lag, laminerte folier, etsede lag, folier eller fiberlag. Det elektrisk ledende området kan omfatte ledende karbon, metallag, metallpartikler eller fibre, eller elektrisk ledende polymerer slik som polyacetylen, polyanilin, eller polypyrrol. Metaller som anvendes for å danne de elektrisk ledende områdene inkluderer f.eks. aluminium, kobber og sølv. Elektrisk ledende karbon kan blandes i et medium for å produsere et blekk eller en belegging. Når et gjennomsiktig sensorprodukt er foretrukket, kan elektrisk ledende materialer, slik som ITO (indiumtinnoksid), PEDOT (poly-(3,4-etylendioksytiofen)), eller karbonnanorør anvendes. F.eks. kan karbonnanorør anvendes i belegginger som omfatter nanorørene og polymerer. De samme elektrisk ledende materialene kan også gjelde lederne. Egnede teknikker for å danne elektrisk ledende områder inkluderer, f.eks., etsing eller skjermtrykking (plan eller rotasjon), gravyr, offset, fleksografi, blekkstråletrykking, elektrostatografi, elektrobelegging og kjemisk belegging.

Ved siden av de ovenfor nevnte metodene for fremstilling av nettverket, kan de følgende produksjonsmetodene anvendes. En metallfolie slik som en aluminiumfolie lamineres på et frigjøringsnettverkt. De elektrisk ledende områdene og lederne formkuttes av metallfolien, og den gjenværende matriksen vikles på en valse. Etter dette lamineres en første beskyttende film på de elektrisk ledende områdene og lederne. Videre fjernes frigjøringsnettverket og forsterkningsfilm lamineres for å erstatte det frigitte nettverket.

Fordeler av de ovenfor nevnte produksjonsmetodene inkluderer:

- råmaterialet er billigere,

- produksjonsmetoden er billigere sammenlignet med f.eks. etsing, -produksjonsmetoden krever kun én produksjonslinje, og

- det resulterende sensornettverket er tynnere; tykkelsen av sensornettverket kan være mindre enn 50 μm.

Den ovenfor nevnte produksjonsmetoden kan også anvendes på slike sensornettverk som omfatter sekvensielle elektrisk ledende områder og en gruppe av ledere som strekkes i den langsgående retningen av nettverket. Et slikt sensornettverk er kjent fra WO 2006/003245. De elektrisk ledende områdene og gruppen av ledere er formkuttet fra en metallfolie, og de lamineres mellom to substrater, f.eks. mellom to nettverkt lagt oppå hverandre. For å kople et elektrisk ledende område til en leder, er en elektrisk ledende bro mellom dem nødvendig. Fordi substratet er en elektrisk isolator, kreves overganger gjennom substratet. Overgangen gjennom ett av substratene arrangeres, f.eks., ved boring eller ved å perforere substratet. Deretter fylles overgangene med elektrisk ledende blekk under trykking av elektrisk ledende broer.

Videre kan produksjonsmetoden anvendes på slike sensornettverk som omfatter to eller flere lag lagt oppå hverandre. F.eks. kan elektrisk ledende områder og deres ledere være lokalisert i ett lag, og eventuelle RF-sløyfer og deres leder kan være lokalisert i et annet lag. O prinsippet er det mulig å anvende ulike teknikker, f.eks. etsing, trykking eller formkutting i det samme produktet. De elektrisk ledende områdene og deres ledere er forbundet til hverandre gjennom overganger.

Sensornettverket er tilveiebrakt med en utgang for å gjøre det mulig å forbinde utgangen til kontrollelektronikken. F.eks. kan målespenninger og kontrollutgangsstrømmer mates gjennom utgangen. For en person med kjennskap til teknikken er det klart at naturen av utgangssignaler kan variere i henhold til anvendelsen.

F.eks., i tilfellet av kapasitive målinger er intet effektivt strømsignal tilgjengelig. I praksis, kan utgangen omfatte ledere ved siden av hverandre uten noe koplingspunkt. Med andre ord dannes utgangen ved å kutte sensornettverket langs dets langsgående retning til en ønsket lengde, og således eksponeres endene av lederne og er klare til å danne en elektrisk kontakt. Festemetoden av sensornettverket i kontakt kan være, men er ikke begrenset til, klemforbindelse, fjærforbindelse, sveisekontakt, loddet kontakt, isotropisk eller anisotropisk klebekontakt. Imidlertid kan en standardkopling anvendt i vanlige elektroniske anvendelser (F.eks.

Crimpflex®, Nicomatic SA, France) tilsettes utgangen.

Hvert elektrisk ledende område som anvendes for registrering er forbundet til et koplingselement som danner en elektrisk ledende vei mellom de elektrisk ledende områdene og utgangen. Lederne danner en gruppe parallelle ledere hvori hver av de andre lederne av gruppen gir rom for sammenbindingslederen slik at lederne ikke krysser hverandre. Gruppen av ledere går fremover i den langsgående retningen av substratet.

Det ovenfor nevnte prinsippet kan implementeres på ulike måter. F.eks., kan parallellederne bli strukket diagonalt på substratet, eller parallellederne kan gå til siden når en ny leder kommer inni gruppen av ledere.

Lederen kan omfatte kun én del, dvs. den første delen, eller den kan omfatte to deler, dvs. de første og andre delene. F.eks. kan lederen være rett gjennom hele sin lengde, og således bare bestå av den første delen, eller lederen kan dannes av to rette deler som er forbundet til hverandre slik at delene danner en vinkel i forhold til hverandre. Det er også mulig at delen som er i en fysisk kontakt med det ledende området, dvs. den andre delen, er kurvet. Én mulighet er at de første delene strekker seg, f.eks. som bølger, men at de har en viss lineær retning fremover. Videre kan lederen vikles i henhold til et forhåndsbestemt mønster slik at deres avstand fra hverandre er konstant, dvs. lederne er parallelle på tross av dreiingen. I det tilfellet, bestemmes den fremadgående retningen ved å forbinde startpunktet av lederen, eller startpunktet av den første delen av ledere, til endepunktet (utgangen) av lederen med en rett linje. Den rette linjen illustrerer den fremadgående retningen. Imidlertid er det grunnleggende prinsippet, dvs. at hver av de andre lederne i gruppen gir rom for lederen som føyer seg med slik at lederne ikke krysser hverandre, godt realisert.

I visse utførelsesformer av oppfinnelsen kan lederne arrangeres på en utvidet måte i noen posisjoner av nettverket for å lette forbindelsene ved å anvende et koplingselement. Mellom slike utvidede posisjoner løper lederne i den langsgående retningen av nettverket i et arrangement som er så smalt som mulig for å spare plass for sensorområdet.

De første delene av lederne kan danne en vinkel med den langsgående retningen av substratet. Den absolutte verdien av vinkelen er større enn 0°, men mindre enn 90°, typisk større enn 0,01°, men mindre enn 30°, mer typisk større enn 0,1°, men mindre enn 5°. I stedet for å været mindre enn 5°, kan den øvre grensen være mindre enn 3°. Svært nyttige forhold er at den absolutte verdien av vinkelen er større enn 0,5°, men mindre enn 1,5 eller at den absolutte verdien av vinkelen er større enn 0,2°, men mindre enn 2. Når de første delene forleger seg, f.eks. som bølger, danner den lineære fremadgående retningen av de første delene av lederne en vinkel med den langsgående retningen av substratet. Likeledes, når den rette linjen illustrerer den fremadgående retningen av den fritt viklende eller krøllende ledere, danner den rette linjen en vinkel med den langsgående retningen av nettverket.

Én mulig måte å implementere lederne er å arrangere gruppen av parallelle ledere slik at de andre medlemmene av gruppen trår til siden når nye ledere kommer med i gruppen av parallelle ledere. F.eks., kan lederne omfatte et mønster som består av en diagonal del og en del som er sammenføyd til den diagonale delen og forleger seg i den langsgående retningen av nettverket. Den første diagonale delen begynner fra det elektrisk ledende området. Mønsteret repeteres en etter en annen slik at lederen overføres i retningen tvers over nettverket.

En lederstruktur, som er omtrent lik den oven for nevnte skisseringen, kan omfatte en del som strekker seg i den langsgående retningen av sensornettverket og en del som er transvers til den første nevnte delen. Deler danner et trinnformet mønster som er i stand til å trå til siden når en ny leder kommer inn i gruppen av ledere.

Formålet av det ovenfor nevnte arrangementet for ledere er å bringe elektriske ledere fra de ledende områdene til kanten av nettverket slik at a) lederne ikke krysser hverandre, og b) lederne ved kanten av nettverket står i lik avstand til hverandre. Dette arrangementet tilveiebringer en konstant tversoverrettet distanse mellom lederne som strekker seg fra de ledende områdene som er lokalisert i ulike posisjoner i nettverksretningen. Således kreves ingen overganger eller dielektriske broer når sensornettverket implementeres på ett plan fordi lederne kan strekke seg ut uten å krysse eller forstyrre hverandre. Slikt arrangement tilveiebringer en enkel og pålitelig forbindelse mellom seriene av ledende områder og korresponderende serier av ledere ved kanten av nettet med en konstant distanse mellom koplingselementer. Videre kan nettverket bli kuttet hvor som helst ønskelig, og rekkefølgen av lederne i kuttposisjon korresponderer på kjent måte til posisjonene til sensorområder i sensorraden som definert ved deres distanse fra kuttposisjonen.

Sensornettverket omfatter repetitive mønstre som omfatter suksessive og/eller sekvensielle ledende områder og deres ledere. F.eks. kan et mønster dannes fra fem suksessive ledende områder og deres ledere. Det ovenfor nevnte mønsteret er repetitivt over lengden av nettverket.

Antallet av suksessivt elektriske ledende områder 1 ti N i nettverket defineres av det totale antallet av lederlinjer arrangert til å løpe langs nettverksretningen. Typisk holdes antallet av ledere konstant langs nettverket, hvilket betyr at når en ny leder tilpasses til å føye seg inn i gruppen av suksessive ledere og andre ledere i denne gruppen er tilpasset til å gi rom for denne lederen som kommer inn, avsluttes løpet til den ytterste lederen på den andre siden av denne gruppen.

Således defineres det totale repetitive mønsteret av de suksessive ledende områdene av det totale antallet av parallelle ledende linjer. Dette antallet kan velges fritt i henhold til en gitt applikasjon.

Ved siden av den ovenfor nevnte elementene av sensornettverket, kan sensornettverket inkludere, f.eks. RF-sløyfer og deres ledere. De kan også utgjøres av metallfolie. RF-sløyfene og deres ledere kan arrangeres i det samme laget som de elektrisk ledende områdene og deres ledere, eller RF-sløyfene og deres ledere og de elektrisk ledende områdene og deres ledere kan arrangeres i stablede lag.

Sensornettverket kan også inkludere et kontinuerlig andre sensorelement hvis deler maskes sammen med de elektrisk ledende områdene. Det uavbrutte andre sensorelementet kan reserveres for felles signal, slik som et bakkesignal. Denne typen av en løsning er viktig for å redusere det elektriske støynivået og således for å øke sensitiviteten i målingen.

Videre kan sensornettverket omfatte mange rader av suksessive elektrisk ledende områder. De elektrisk ledende områdene trenger ikke å være innrettet i tversoverretningen av nettverket. Formen av de elektrisk ledende områdene kan være sirkler, kvadrater, men også alle andre former er mulige. En fagperson vil enkelt forstå at de elektrisk ledende områdene kan ha nesten enhver tenkelig form. Imidlertid kan noen former være mer fordelaktige enn andre, f.eks. med tanke på deres fordeling over sensornettverket og således til den posisjoneringsmessige registreringsevnen til nettverket.

Den foreliggende oppfinnelsen relaterer seg også til et system for å overvåke et rom. Rommet kan være, f.eks. et enkeltrom eller en gruppe av rom som skal overvåkes. Systemet omfatter et gitt lengdekutt fra sensornettverket beskrevet i denne søknaden. Således omfatter lengden også et substrat som har en langsgående retning, minst én rad av suksessivt elektrisk ledende områder dannet på overflaten av substratet, og en gruppe av ledere dannet på overflaten av substratet. Hvert aktivt elektrisk ledende område er elektrisk forbundet til én leder. Lederne tilpasset til å sammenføye seg, én etter én, gruppen av ledere som går frem i den langsgående retningen av substratet og de andre lederne av gruppen tilpasses til å gi rom for lederen som kommer. Når en ny leder sammenføyer seg med gruppen på én side av gruppen, slutter en annen leder omtrent ved den samme plasseringen på den andre siden av gruppen. Lengden monteres vanligvis på et gulv under sliteoverflaten av gulvet. Systemet omfatter også midler for å sende et inngangsignal til minst ett elektrisk ledende område og midler for å detektere et utgangssignal fra i minst ett elektrisk ledende område. Utgangssignalet kan være, f.eks. et differensialsignal eller et summesignal i tillegg til en enkel-endt signal. I et passivt driftet sensorsystem, trenger inngangssignalet ikke være påkrevd.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

I de vedheftede figurene,

Fig. 1 til 4 viser toppbetraktninger av sensornettverk for å overvåke ledende objekter,

Fig. 5 viser en tverrsnittsbetraktning (del A-A i fig. 1) av sensornettverket av fig. 1 til 4,

Fig. 6 til 9 viser toppbetraktninger av sensornettverk for å overvåke ledende objekter,

Fig. 10 viser en skjematisk betraktning av en produksjonsmetode,

Fig. 11 viser én mulig måte for produksjon av RF-sløyfer,

Fig. 12 viser et lag av et tolagsprodukt,

Fig. 14 viser en tverrsnittsbetraktning av et tolagsprodukt (del B-B i fig. 13),

Fig. 15 viser én mulig layout av et produkt som omfatter elektrisk ledende områder og RF-sløyfer,

Fig. 16 og 17 viser toppbetraktninger av sensornettverk for å overvåke ledende objekter, og

Fig. 18 viser en forstøret betraktning av spesifikke elementer av fig. 17.

DETALJERT BESKRIVELSE

Fig. 1 illustrerer et sensornettverk W for overvåkning av elektrisk ledende objekter, f.eks. bevegelse og plassering av en menneskekropp. Det er mulig, f.eks. å anvende nettverket W for å overvåke eldre og funksjonshemmede mennesker. Mulige anvendelsesmåter inkluderer også, men er ikke begrenset til å overvåke fengsler, hjemme- og industriell automatikk, kjøretøyairbagsystemer og andre registrerende applikasjoner. Sensornettverket W omfatter suksessivt elektrisk ledende områder 1. En leder 2 forbinder det elektrisk ledende området 1 til en utgang 2. Utgangen 3 er tilveiebrakt med et koplingselement. Den parallelle lederen 2 strekker seg lineært og danner en vinkel til i den langsgående retningen LD av nettverket W.

Fig. 2 viser et annet mulig layout av sensornettverk W. Sensornettverket W omfatter to rader av suksessivt elektrisk ledende områder 1. Ledere 2, som forbinder de elektrisk ledende områdene 1 på den øvre raden til en utgang 3 på den venstre siden, er parallelle til ledere 3, som forbinder de elektrisk ledende områdene 1 på den nedre raden til en utgang 3 på den høyre siden. De parallelle lederne 2 strekker seg lineært og danner en vinkel til den langsgående retningen LD av nettverket W.

Figur 3 viser enda en mulig layout av sensornettverket W. Nettverket W omfatter to rader av suksessivt elektriske ledende områder 1 og ledere 2 som forbinder de elektrisk ledende områdene til en utgang 3. De elektrisk ledende områdene 1 på den øvre raden og deres ledere 2 og de elektrisk ledende områdene 1 på den nedre raden og deres ledere 2 danner et speilbilde. Lederne av den øvre raden er parallelle til hverandre og det er også lederne av den nedre raden.

Fig. 4 viser videre én mulig layout av sensornettverket W. Ledere 2 omfatter første deler 2a som strekker seg lineært, og de danner en vinkel med den langsgående retningen LD av nettverket W. Lederne 2 kan omfatte andre deler 2b som er transvers til den langsgående retningen av sensornettverket W. Imidlertid, kan formen av den andre delen variere.

Fig. 5 viser en tverrsnittsbetraktning (del A-A). Sensorproduktet omfatter et substrat 5, elektrisk ledende områder 1 som danner sensorelementer dannet på overflaten av substratet 5 og ledere 2 som forbinder sensorelementene til en utgang 3. De elektrisk ledende områdene 1 kan, f.eks. bestå av etset kobber. På toppen av substratet 5 er der et beskyttende lag 4.

Fig. 6 viser en mulig layout av sensornettverket W. I dette tilfellet er møtepunktet mellom den første delen 2a og den andre delen 2b kurvet.

Fig. 7 viser en annen mulig layout av sensornettverket W. En ledemønster består av en del 6a og en del 6b. Delen 6a er diagonal, og delen 6b strekker seg i den langsgående retningen av nettverket W. Ledemønsteret repeteres slik at hele lederen 2 dannes. Når en ny leder 2 kommer inn i gruppen av lederne, tilpasses de andre lederne 2 av gruppen til å gi rom for den nye lederen 2, dvs. de andre lederne tilpasses til å tre til siden.

Fig. 8 viser n layout utført ved å anvende ledere 2 bestående av en del 6a som er parallell til tversoverretningen av nettverket W og en del 6b som strekker seg i den langsgående retningen av nettverket W. Således er delene 6a, 6b perpendikulære til hverandre. Når en ny leder 2 kommer inn i gruppen av lederne, tilpasses de andre lederne 2 av gruppen til å gi rom for den nye lederen 2, dvs. de andre lederne tilpasses til å tre til siden.

Fig. 9 viser nok en annen mulig layout av sensornettverket W. Det er to sekvensielle rader av ledende områder 1. Hvert ledende område 1 er i forbindelse med en leder 2. Lederne 2 omfatter en første del 2a og en andre del 2b eller 2b’. De første delene 2a av lederne 2 danner en vinkel med den langsgående retningen av substratet.

Fig. 10 viser en skjematisk betraktning av en mulig produksjonsmetode. Et frigjøringsnettverk 8 vikles fra en valse 7. Varmesmeltet klebemiddel påføres på frigjøringsnettverket 8 i en beleggingskniper. Etter denne påføringen, avkjøles det varmesmeltede klebemiddelet; for avkjølingen, kan en avkjølingsvalse 10 anvendes. En metallfolie 12, slik som en aluminiumfolie hvilken tykkelsen kan være fra 5 μm til 20 μm, f.eks., vikles av en valse 11. Metallfolien 12 og frigjøringsnettverket 8 lamineres sammen i en lamineringskniper 13. Deretter blir metallfolien 12 formkuttet i en roterende formkutter 14 for å dane de ledende områdene 1 og lederne 2, men frigjøringsnettverket 8 forblir fast. Overskuddsmatriksen som ikke anvendes for produktet vikles på valsen 15.

En første beskyttende film 16, dvs. den beskyttende filmen med klebemiddel for frontsiden av nettverket W, vikles fra en valse 17. Den beskyttende filmen 16 har blitt tilveiebrakt med et frigjøringsnettverk 18 som er viklet på en valse 19. Frigjøringsnettverket 8 som har de ledende områdene 1 og lederne 2 på sin overflate lamineres med den beskyttende filmen 16 i en lamineringskniper 20. Etter det fjernes frigjøringsnettverket 8 og vikles på en valse 21.

Det er viktig at den første beskyttende filmen 16 umiddelbart lamineres på frigjøringsnettverket 8 fordi hvis ikke kunne de ledende områdene 1 og lederne 2 laget av metallfolie bli rynket eller på annen måte bli skadet. Det henger også dårlig fast til frigjøringsnettverket 8. Umiddelbare midler i dette tilfellet som ikke noe prosesstrinn kan skje mellom formkuttingstrinnet og lamineringstrinnet som ville rynke eller på annen måte skade elementer som er formkuttet fra metallfolien, dvs. det bør ikke være f.eks. noen skarpt vendte vinkler eller valser som har en liten diameter på produksjonslinjen.

En forsterkningsfilm 24, dvs. den beskyttende filmen med en klebende revers side av nettverket W, vikles fra en valse 22. Forsterkningsfilmen 24 har blitt tilveiebrakt med et frigjøringsnettverk 25 som er viklet på en valse 23. Forsterkningsfilmen 24 har blitt tilveiebrakt med et frigjøringsnettverk 25 som er viklet på en valse 23. Forsterkningsfilmen 24 lamineres i en kniper 26 med den første beskyttende filmen 16 slik at de elektrisk ledende områdene 1 og lederne 1 forblir mellom de to beskyttende filmene 16, 24. Etter knipen 26, blir sensornettverket viklet på en valse 27. Forsterkningsfilm kan også påføres uten klebemiddel og frigjøringsnettverk siden det allerede er klebemiddel på den første beskyttende filmen 16 og de ledende områdene.

Den ovenfor nevnte metoden kan anvendes for sensornettverkene som er beskrevet over og i eksemplene under i denne søknaden. Videre kan metoden bli benyttet i slike sensornettverk som beskrevet i WO 2006/003245 som beskriver parallelle rette ledere som strekkes i den langsgående retningen av et nettverk. En overgang kan bores gjennom den første eller andre beskyttende filmen (dvs. forsterkningsfilmen), og overgangen fylles med ledende blekk, og danner således en ledende vei gjennom nettverket. Det er også mulig at den første beskyttende filmen eller forsterkningsfilmen er perforert.

Fig. 11 viser én mulig måte for å produsere RF-sløyfer 28. RF-sløyfene 28 og deres ledere 29 er formkuttet fra en metallfolie i en prosess som er lik den prosessen som er kjent for de elektrisk ledende områdene 1 og deres ledere 2 i fig. 10.

Fig. 12 viser det første laget av et tolags sensornettverk W2. Det første laget omfatter et substrat, elektrisk ledende områder 1 og deres ledere 2.

Fig. 13 viser et tolags sensornettverk W2. Sensornettverket W2 illustreres som å være gjennomsiktig slik at det første laget kan bli sett gjennom det andre laget. Det første laget er som illustrert i fig. 12, dvs. at det første laget omfatter elektrisk ledende områder 1 og deres ledere 2. Det andre laget er som illustrert i fig. 11, dvs. at det andre laget omfatter RF-sløyfer 28 og deres ledere 29.

Fig. 14 viser en tverrsnittsbetraktning av sensornettverket i fig. 13 (del B-B). Sensornettverket omfatter to lag, det første laget 30 og det andre laget 31 som er festet til hverandre. Lagene kan bli festet ved å anvende f.eks. klebemiddel. Det første laget 30 omfatter RF-sløyfer 28 og deres ledere 29. Det andre laget 31 omfatter elektrisk ledende områder 1 og deres ledere 2. Det første laget 30 kan belegges med et tredje lag 32. Det første laget 30 og det tredje laget 32 kan bli klebefestet til hverandre. Det er mulig å forbinde lederne av begge lagene 30, 31 til den samme forbinderen ved å anvende en klemforbinder som delvis ødelegger strukturen av sensornettverket ved koplingselementet.

Tolagsnettverket kan produseres slik at begge lagene produseres separat, dvs. de elektrisk ledende områdene og deres ledere på frigjøringsnettverket festes til én beskyttende film, og RF-sløyfene og deres ledere på et annet frigjøringsnettverk festet til en annen beskyttende film Ett av disse frigjøringsnettverkene fjernes, og de beskyttende filmene lamineres sammen. En forsterkningsfilm festes for å dekke de elementene som forblir eksponert, dvs. enten de elektrisk ledende områdene og deres ledere, eller RF-sløyfene og deres ledere.

Fig. 15 viser en toppbetraktning av et sensornettverkt W omfattende elektrisk ledende områder 1, ledere 2, av de elektrisk ledende områdene, RF-sløyfer 28 og ledere 29 av RF-sløyfene. Når lederne 2 av de elektrisk ledende områdene 1 og lederne 29 av RF-sløyfene 28 maskes, som vist i fig. 15, er det mulig å arrangere alle de påkrevde elementene, dvs. de elektrisk ledende områdene 1, RF-sløyfer 28 og lederne 2, 29, til kun ett lag.

Fig. 16 og 17 viser toppbetraktninger av et sensornettverk W. Et vanlig trekk i disse tegningene er at det området som har blitt reservert for ledere 2 gjøres svært smalt sammenlignet til hele vidden av området, til hvilket begge ledende områder 1 og ledere 2 eksisterer. Vidden av området som har blitt reservert for lederne 1 kan være 15 %, fortrinnsvis 10 %, av den totale vidden av området på hvilket de ledende områdene 1 og lederne 2 er situert. Grunnet til dette arrangementet er at de ledende områdene 1 bør ha så my plass som mulig reservert for registreringsbruk. De ledende områdene 1 og lederne 2 er situert på den samme siden av nettverket. Nettverkene av fig. 16 og 17 er også tilveiebrakt med et uavbrutt andre sensorelement 40 som har blitt reservert for et vanlig signal, slik som et bakkesignal. Bakkesignalet og formen av de ledende områdene 1 kan anvendes til å ha en påvirkning på støynivået av signalene og således, for å forbedre sensitiviteten av sensorene. Anvendelsen av dette bakkesignalet er ikke obligatoriske, men kan anvendes i utførelsesformer som krever sensitivitet og mindre elektrisk støy.

Avhengig av anvendelsen, kan bakkesignalet eller annet vanlig signal droppe noen av de elektrisk ledende områdene 1, og kan i stedet arrangeres til kun å f.eks. hvert sekund opp til hver n. ledende område 1.

I utførelsesformen illustrert i fig. 9, f.eks., kan de ledende områdene 1, arrangert side ved side og danne i prinsippet, sensorområdepar, anvendes på en slik måte at det første av sensorområdene i et slikt par kan anvendes som et bakkesignal mot hvilket signalet fra det andre området i det samme paret kan bli målt. Videre kan bakkesignalområdene i ulike par forbindes sammen inn i et felles bakkenivå eller de kan holdes atskilt.

I utførelsesformen illustrert i fig. 1, kan f.eks., hvert av de ledende områdene 1 omsluttes av verneringer som tilveiebringer et andre sensorelement å bli anvendt, f.eks., som et bakkesignal. Slike verneringer kan omgi det ledende området fra alle kanter med unntak av å gi en rute til lederen 2b. Igjen kan slike verneringer alle sammen bli forbundet sammen for å tilveiebringe et vanlig andre sensor/signal eller de kan holdes separat, f.eks. for differensielle målingsformål.

I fig. 16, danner de ledende områdene 1 og det uavbrutte andre sensorelementet 40 et mønster som ligner kryssede fingre, dvs. de ledende områdene 1 har formen av bokstaven ”E” og det uavbrutte andre sensorelementet 40 har en del som ligner speilet av bokstaven ”E”, og formen av bokstaven ”E” og dets speilbilde maskes.

I fig. 17 følger mønsteret det samme prinsippet som i fig. 16, men de ledende områdene 1 og det uavbrutte andre sensorelementet har blitt oppnådd ved sirkulære former forbundet med smale ledere.

For å forenkle den elektriske forbindelsen til sensornettverket, har gruppen av ledere 2 bli utvidet i nettverksretningen på tvers i lokasjoner A og B som vist i fig. 16 og 17 for å tilpasse seg enklere til et koplingselement eller annet forbindelsesarrangement. Nettverket er fortrinnsvis kuttet ved disse lokasjonene slik at koplingselementet enkelt kan arrangeres ved kanten av nettverket. Naturligvis, kan den andre enden av nettverket for enhver gitt lengde kuttes hvor som helst langs nettverksretningen uten å påvirke sensorenes funksjonalitet.

Når nettverket kuttes ved en ønsket lokasjon (f.eks. koplingselementlokasjoner A eller B), blir den felles rekkefølgen til lederne 2 med hensyn til plasseringen av et elektrisk ledende område 1 som definert fra kuttlokasjonen, f.eks., koplingselementlokasjonen, kjent. F.eks., i kutting/koplingselementlokasjon A (se fig. 16 og 17), er den første lederen alltid fellessignalet (bakke), den andre lederen er den nærmeste sensoren (sensor 1) som telt fra kuttlokasjonen. For lokasjon B, er igjen den første lederen fellessignalet, den andre lederen er den nærmeste sensoren (sensor 2) fra kuttlokasjonen og den tredje lederen er den neste sensoren (sensor 1).

Fig. 18 viser en forstørret betraktning av særegenheter i fig. 17. Fig. 18 illustrerer hvordan gruppen av ledere har blitt utvidet og hvordan en leder 2 føyer seg inn i gruppen av ledere.

Gjennom denne søknaden anvendes begrepet ”suksessivt” når en gjensidig posisjonering av sensorområdene innen en rad bestående av slike sensorområder beskrives. Disse radene vil igjen følge hverandre på en repetitiv måte langs den langsgående retningen av nettverket. Suksessive sensorområder er ikke her begrenset til utførelsesformer hvor slike områder følger etter hverandre langs den langsgående retningen slik at området av den foregående sensoren trenger å ende i den langsgående retningen før området av den suksessive sensoren starter. Det er også mulig at disse to eller flere sensornettverk ”overlapper” hverandre i nettverksretningen på tvers slik at begge sensorer løper side-ved-side for en viss lengde av nettverket. Alle utførelsesformer som arrangeres til å ha galvanisk separerte sensorområder tilveiebrakt langs den langsgående retningen av nettverket på en måte hvor dette mønstre går frem langs nevnte langsgående retning, er mulig. Sensorområdene innen en rad trenger ikke å danne noen spesifikk sekvens.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet ved eksempler:

EKSEMPEL 1

Et sensornettverk ifølge oppfinnelsen produseres. Metalldelen kan være laget av f.eks., etset aluminium eller kopper, og polymerdeler av f.eks. PET, PP eller PE.

Produksjonstrinn:

1. Mønstre av uavbrutte leder linjer og ledende sensorområder trykkes først, f.eks. på kobber /PET eller aluminium/PET laminat med en UV etset dekklakk (f.eks. Belegg XV1000).

2. Metallet på utsiden av dekklakkområdet fjernes ved etsing (etter det, kan også dekklakklaget bli fjernet).

3. Beskyttende lag belegges eller lamineres (f.eks. PET, PP eller PE-film).

4. Koplingselement og/eller elektronikk festes.

Dekklakktrykkingen kan gjøres ved en hver vanlig trykketeknikk, f.eks. ved skjermtrykking (plan eller rotasjon), gravyr, offset eller fleksografi.

Etsingen kan gjøres ved enhver vanlig etseprosess, f.eks. en prosess basert på jernklorid, natriumhydroksid eller hydrogenklorid.

EKSEMPEL 2

Ledende områder inkluderer, f.eks. ledende sølv eller karbon, og polymerdeler består av PET, PP eller PE.

1. Uavbrutte lederlinjer og ledende sensorområder trykkes med ledende pasta (f.eks. sløv eller karbonpasta) på substratet.

2. Beskyttende lag belegges eller lamineres (f.eks. PET, PP eller PE-film).

3. Koplingselement og/eller elektronikk festes.

Ledere og sensorer kan trykkes ved enhver kjent trykketeknikk, slik som, f.eks. skjermtrykking (plan eller rotasjon), gravyr, offset eller fleksografi.

EKSEMPEL 3

1. Uavbrutte lederlinjer og ledende sensorarealer formkuttes f.eks. fra kobber/PET eller aluminium/PET laminat.

2. Beskyttende lag belegges eller lamineres (f.eks. PET, PP eller PE-film).

3. Koplingselement og/eller elektronikk festes.

Claims

KRAV

1. Sensornettverk (W) for elektrisk feltregistrering, omfattende:

- et substrat (5) som har en longitudinell retning,

- i det minste en regelmessig oppstilling av elektrisk ledende sensorområder (1) som er formet for å følge hverandre på suksessivt vis langs den longitudinelle retningen og arrangert på én side av substratet, og

- en gruppe av ledere (2) som er parallelle med hverandre, formet på samme side av substratet, idet hvert elektrisk ledende sensorområde (1) som skal brukes for registreringsformål er elektrisk forbundet med en leder av nevnte gruppe av ledere,

hvor nye ledere (2) tilknyttes en etter en, gruppen av ledere som strekker seg i substratets longitudinelle retning og de andre lederne i gruppen av ledere gir plass for tilknytningen av nye ledere på en slik måte at når en av de nye lederne tilknytter seg gruppen på siden av de elektrisk ledende sensorområdene, en annen leder av gruppen av ledere ender omtrent på samme sted til den longitudinelle retningen på siden av gruppen av ledere på motsatt side av de elektrisk ledende sensorområdene, slik at antallet av ledere i gruppen av ledere holdes konstant langs sensornettverket (W),

hvor sensornettverket (W) omfatter et repeterende mønster som er formet fra de påfølgende elektrisk ledende sensorområder (1) og deres ledere (2), hvilket mønster er repetitivt i longitudinell retning av sensornettverket (W) og arrangert slik at det muliggjør kryssing av den longitudinelle retningen til sensornettverket (W) hvor som helst langs denne retningen og det avsluttende sensornettverket vil danne et funksjonelt sensornettverk opp til et antall av elektrisk ledende sensorområder som ikke overskrider antallet av ledere som krysser en skjærekant som er et resultat av kryssingen av den longitudinelle retningen til sensornettverket (W).

2. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor lederne har første deler som strekker seg mot en utgang (3), idet de første delene til lederne danner en vinkel mot substratets longitudinelle retning, idet vinkelens absolutte verdi er større enn 0° men mindre enn 90°.

3. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor vinkelens absolutte verdi er større enn 0,1°, men mindre enn 5°.

4. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor sensornettverket omfatter et kontinuerlig sekundært sensorelement for et felles signal.

5. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor de elektrisk ledende områder (1) eller ledere omfatter et trykt, belagt, elektrodepositivt, fordampet, sprayet, etset eller laminert lag.

6. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor de elektrisk ledende områder eller ledere omfatter et metallisk lag, et elektrisk ledende plastlag eller et elektrisk ledende fiberlag.

7. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor de elektrisk ledende områder eller ledere omfatter ledende karbon eller elektrisk ledende polymerer.

8. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor substratet er en film omfattende polymert materiale, papir eller papp, ikke-vevet eller tekstilmateriale.

9. Sensornettverk ifølge krav 1, hvor sensornettverket omfatter et topplag omfattende en film av plastmateriale, papir eller papp eller et dielektrisk belegg.

10. Fremgangsmåte for fremstilling av et sensornettverk beskrevet i krav 1, hvor fremgangsmåten omfatter

- formkutting av en metallfolie festet til overflaten av et frigjøringsnettverk for å danne elektrisk ledende områder og deres ledere,

- fest en første beskyttelsesfilm til frigjøringsnettverket slik at den dekker de elektrisk ledende områdene og deres ledere, og

- erstatte frigjøringsnettverket med en støttefilm.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor fremgangsmåten omfatter

- formkutting av en metallfolie festet til overflaten av frigjøringsnettverket for å danne RF-sløyfer og deres ledere slik at RF-sløyfene og deres ledere dannes i samme prosesstrinn som de elektrisk ledende områder og deres ledere, og

- feste den første beskyttende filmen til frigjøringsnettverket slik at den dekker de elektrisk ledende områdene og deres ledere og RF-sløyfene og deres ledere.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor fremgangsmåten omfatter

- formkutting av en metallfolie festet til overflaten av et andre frigjøringsnettverk for å danne RF-sløyfer og deres ledere slik at RF-sløyfene og deres ledere dannes i et annet prosess-trinn enn de elektrisk ledende områdene og deres ledere, og - fest en annen beskyttende film til det andre frigjøringsnettverket slik at den dekker RF-sløyfene og deres ledere.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor fremgangsmåten omfatter

- fjerne av et av frigjøringsnettverkene, og

- overlapping av den første beskyttelsesfilmen og den andre beskyttelsesfilmen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor den første beskyttelsesfilm og den andre beskyttelsesfilmen lamineres sammen.

15. System for overvåking av et område, idet systemet omfatter minst en lengde fra en sensornettverk (W) omfattende:

- et substrat (5) som har en longitudinell retning,

16. System ifølge krav 15, hvor flere lengder av sensornettverket er anordnet for å dekke et større område innenfor et gitt område og anordnet for elektronisk overvåking av området.