PL224763B1

PL224763B1 - Textile transformer for use in textronic clothings

Info

Publication number: PL224763B1
Application number: PL402872A
Authority: PL
Inventors: Janusz Zięba; Michał Frydrysiak; Łukasz Tęsiorowski
Original assignee: Politechnika Łódzka
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2017-01-31
Also published as: PL402872A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest transformator tekstylny, przeznaczony do zastosowania w odzieży tekstronicznej.The subject of the invention is a textile transformer intended for use in textile clothing.

System tekstroniczny stanowi połączenie technologii informatycznych z tekstylnymi. Przykładem takiego systemu jest odzież wyposażona w czujniki parametrów fizjologicznych (na przykład pulsu, oddechu) oraz środowiskowych (na przykład temperatury otoczenia, wilgotności). Informacja z tych czujników najczęściej jest przekazywana przewodowo do centralki umieszczonej w odzieży, która gromadzi dane pomiarowe i przygotowuje te dane do dalszej transmisji na zewnątrz ubrania tekstr onicznego.The textronic system is a combination of information and textile technologies. An example of such a system is clothing equipped with sensors for physiological (e.g. pulse, breath) and environmental parameters (e.g. ambient temperature, humidity). The information from these sensors is most often transmitted by wire to the central unit located in the clothing, which collects the measurement data and prepares this data for further transmission outside the textile clothing.

W przypadkach, kiedy przez kolejne warstwy odzieży nie mogą być poprowadzone przewody (zasilające lub sygnałowe), ponieważ odzież chroni człowieka przed działaniem wilgoci lub czynników chemicznych, stosuje się bezprzewodową transmisję danych pomiarowych. Znane rozwiązania bezprzewodowej transmisji danych pomiarowych, tj. technika radiowa, podczerwień i sprzężenie indukcyjne zawierają przeważnie typowe elementy elektroniczne, które trudno zaadoptować i zintegrować z odzieżą, a ponadto często ich gabaryty uniemożliwiają ich użytkowanie w odzieży tekstronicznej. Połączenie przewodowe jest zawodne, kiedy czujniki i reszta systemu pomiarowego znajdują się w różnych częściach odzieży. W takiej sytuacji połączenie przewodowe uniemożliwia swobodne poruszanie się użytkownika odzieży tekstronicznej.In cases where the conductors (power or signal) cannot be led through successive layers of clothing, because the clothing protects a person against the effects of moisture or chemical agents, wireless transmission of measurement data is used. Known solutions for wireless transmission of measurement data, i.e. radio technology, infrared and inductive coupling, usually contain typical electronic elements that are difficult to adapt and integrate with clothing, and their dimensions often make it impossible to use them in textronic clothing. The wire connection is unreliable when the sensors and the rest of the measurement system are in different parts of the clothing. In such a situation, the wire connection prevents the user of the textronic clothing from moving freely.

Z opisu patentowego nr PL 210 729 jest znany układ do pomiaru temperatury ciała człowieka przeznaczony do umieszczenia w odzieży, zawierający transformator powietrzny, który stanowią dwie cewki o kształcie kołowym o znacznie różniących się średnicach, usytuowane jedna naprzeciw drugiej tak, że ich osie geometryczne pokrywają się lub dwie cewki prostokątne usytuowane jedna naprzeciw drugiej, prostopadle względem siebie. Korpusy cewek transformatora są wykonane z surowca tekstylnego, zaś ich uzwojenie z przędzy przewodzącej prąd lub z drutu nawojowego miedzianego. Jedną cewkę transformatora przymocowuje się do odzieży od strony ciała, zaś drugą po drugiej stronie warstwy odzieży. Do transformatora jest doprowadzany wynik pomiaru temperatury w postaci sygnału w dziedzinie częstotliwości, który indukuje w transformatorze siłę elektromotoryczną, a sygnał wyjściowy z transformatora, wskazany na wskaźniku w °C, zostaje przekazany drogą radiową do centrum monitoringu.From the patent description PL 210 729 there is known a system for measuring the temperature of the human body intended to be placed in clothing, containing an air transformer, which consists of two circular-shaped coils of significantly different diameters, placed one opposite the other so that their geometric axes coincide. or two rectangular coils opposite each other perpendicular to each other. The transformer coil bodies are made of a textile raw material, and their windings are made of electrically conductive yarn or copper wire. One transformer coil is attached to the body side of the garment and the other to the other side of the garment layer. The temperature measurement result is fed to the transformer in the form of a frequency domain signal which induces an electromotive force in the transformer, and the transformer output signal, indicated in the indicator in ° C, is transmitted by radio to the monitoring center.

Transformator tekstylny, przeznaczony do zastosowania w odzieży tekstronicznej, zawierający cewkę z uzwojeniem pierwotnym i cewkę z uzwojeniem wtórnym, których korpusy stanowią płaskie wyroby włókiennicze o kształcie kołowym lub czworokątnym, zaś uzwojenia są wykonane z przędzy elektroprzewodzącej i posiadają końcówki do włączenia w obwód elektryczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że między cewkami, o takim samym kształcie i wymiarach korpusów, jest umies zczony rdzeń magnetyczny w postaci płaskiego wyrobu włókienniczego o kształcie i wymiarach korpusów cewek. Uzwojenia pierwotne i wtórne są wykonane na powierzchni cewek techniką haftowania, wyszywania, drukowania, napylania lub dziania. Jako materiał rdzenia korzystnie stosuje się włókninę magnetyczną lub taśmę z włókien magnetycznych, jako materiał korpusów cewek korzystnie stosuje się płaskie wyroby włókiennicze, jak dzianiny, włókniny, tkaniny nie przewodzące prądu, zaś uzwoj enie korzystnie jest wykonane z przędzy o dużej konduktywności.Textile transformer, intended for use in textile clothing, comprising a primary and secondary coil, the bodies of which are flat textile products of circular or quadrangular shape, and the windings are made of electrically conductive yarns and have terminals for inclusion in an electric circuit, according to The invention is characterized in that between the coils of the same shape and dimensions of the bodies, a magnetic core in the form of a flat textile product with the shape and dimensions of the bodies of the coils is arranged. The primary and secondary windings are made on the surface of the coils by embroidering, embroidering, printing, spraying or knitting. The core material is preferably a magnetic fleece or a tape of magnetic fibers, the coil body material is preferably flat textiles such as knitted fabrics, nonwovens, non-conductive fabrics, and the winding is preferably made of high conductivity yarns.

Transformator tekstylny, przeznaczony do zastosowania w odzieży tekstronicznej, zawierający rdzeń o kształcie toroidalnym z nawiniętymi na nim uzwojeniami pierwotnym i wtórnym, wykonanymi z przędzy elektroprzewodzącej i posiadającymi końcówki do włączenia w obwód elektryczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rdzeń stanowi wiązka włókien magnetycznych umieszczonych wewnątrz tekstylnego karkasu.A textile transformer, intended for use in textile clothing, comprising a toroidal core with wound primary and secondary windings, made of electrically conductive yarns and having terminals for inclusion in an electric circuit, according to the invention, characterized in that the core is a bundle of magnetic fibers arranged inside a textile carcass.

Kształt stosowanego transformatora tekstylnego zależy od miejsca w odzieży tekstronicznej, w którym ma być umieszczony oraz jego przeznaczenia. Transformator naszywa się na odzieży lub umieszcza w strukturze odzieży.The shape of the textile transformer used depends on the place in the textile garment where it is to be placed and its intended use. The transformer is sewn onto the garment or placed in the garment structure.

Transformator tekstylny według wynalazku znajduje zastosowanie zarówno do transmisji danych pomiarowych jak i do transmisji energii w odzieży tekstronicznej. Konstrukcja transformatora płaskiego umożliwia jego pełną integrację z odzieżą.The textile transformer according to the invention finds application both for the transmission of measurement data and for the transmission of energy in textronic garments. The design of the flat transformer allows its full integration with clothing.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia elementy transformatora płaskiego w widoku perspektywicznym, zaś fig. 2 - transformator toroidalny.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the elements of a flat transformer in perspective view, and Fig. 2 - a toroidal transformer.

PL 224 763 B1PL 224 763 B1

Transformator przedstawiony na fig. 1 zawiera dwie cewki, cewkę 1 z uzwojeniem pierwotnym zł i cewkę 3 z uzwojeniem wtórnym z2. Korpusy cewek 1, 3 stanowią płaskie wyroby włókiennicze w postaci dzianin z przędz nie przewodzących prądu, o kształcie prostokątnym, zaś uzwojenia zł i z2 są wykonane z przędzy srebrnej i posiadają końcówki do włączenia w obwód elektryczny. Między cewkami 1, 3 jest umieszczony rdzeń magnetyczny 2 w postaci płaskiego wyrobu włókiennic zego włókniny magnetycznej, o kształcie i wymiarach korpusów cewek 1, 3. Uzwojenia pierwotne zł i wtórne z2 są wykonane na powierzchni cewek techniką haftowania.The transformer shown in Fig. 1 comprises two coils, a coil 1 with a primary winding z2 and a coil 3 with a secondary winding z2. The bodies of the coils 1, 3 are flat textile products in the form of knitted fabrics of rectangular non-conductive yarns, and the windings z1 and z2 are made of silver yarns and have terminals for inclusion in an electric circuit. Between the coils 1, 3 is placed a magnetic core 2 in the form of a flat fabric of magnetic non-woven fabrics with the shape and dimensions of the bodies of the coils 1, 3. The primary windings z2 and the secondary windings z2 are made on the surface of the coils by embroidering.

Transformator przedstawiony na fig. 2 zawiera rdzeń 2 o kształcie toroidalnym z nawiniętymi na nim uzwojeniami pierwotnym zł i wtórnym z2, wykonanymi z przędzy srebrnej i posiadającymi końcówki do włączenia w obwód elektryczny. Rdzeń 2 stanowi wiązka włókien magnetycznych - włókien celulozowych zawierających granulat ferrytu baru, umieszczonych wewnątrz tekstylnego karkasu.The transformer shown in Fig. 2 comprises a core 2 of a toroidal shape with wound on the primary windings z2 and secondary windings z2, made of silver yarns and having terminals for inclusion in an electric circuit. The core 2 is a bundle of magnetic fibers - cellulose fibers containing barium ferrite granules, placed inside a textile carcass.

Claims

1.Textile transformer, intended for use in textile clothing, comprising a coil (1) with a primary winding and a coil (3) with a secondary winding, the bodies of which are flat textile products of circular or quadrangular shape, and the windings are made of electrically conductive yarn and have terminals for inclusion in an electric circuit, characterized in that between the coils (1, 3) of the same shape and dimensions of the bodies, a magnetic core (2) is placed in the form of a flat textile product with the shape and dimensions of the bodies of the coils (1,3) , wherein the primary (z1) and secondary (z2) windings are formed on the surface of the coils (1, 3) by embroidering, embroidering, printing, spraying or knitting.

2. Transformer according to claim A material as claimed in claim 1, characterized in that the core material (2) is preferably a magnetic fleece or a strip of magnetic fibers, the material of the coil bodies (1, 3) is preferably flat textiles such as knitted fabrics, nonwovens, non-conductive fabrics, and the winding is preferably made of high conductivity yarns.

3.Textile transformer, intended for use in textile clothing, containing a toroidal core with wound primary and secondary windings, made of electrically conductive yarns and having terminals for inclusion in an electrical circuit, characterized in that the core (2) is a bundle magnetic fibers placed inside the textile casing.