WO2021212927A1 - 多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用 - Google Patents

多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用 Download PDF

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王栋
钟卫兵
明晓娟
李沐芳
王文
贾康昱
卿星
丁新城
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武汉纺织大学
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    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges

Definitions

  • Patent CN105606291 discloses a thermal pressure sensor and a flexible electronic skin.
  • the electronic skin includes a flexible substrate and a thermal pressure sensor array and a thermal flow field sensor array arranged on the substrate.
  • the thermal pressure sensor includes a substrate and is arranged on the substrate.
  • the thermistor element and temperature compensation resistance element of the, the thermistor element and the temperature compensation resistance element are covered with an elastic mold, which can realize the sensor detection of touch, temperature, wind, and attachment signals. This method can reduce the interference of temperature on pressure sensing through temperature compensation resistance, but it also cannot realize the distinguishable detection of temperature and pressure signals.
  • the signals between the two ends and the yarn crossing points, and then through a series of signal conversion and calculation circuits, can achieve a high degree of integration of pressure, temperature, and humidity sensing, and can effectively detect and identify a variety of sensing signals, and directly
  • the fabric is prepared into a sensor, and the temperature-pressure sensing yarns and the humidity-pressure sensing yarns are evenly distributed, which can realize a uniform all-round sensing function, the fabric has good flexibility and comfort, and improves the wearability.
  • the present invention improves the sensing sensitivity through special-shaped fibers, such as fibers with a "8"-shaped cross section.
  • one end of the "8"-shaped fiber in the temperature sensing yarn is a blend formed by a temperature-sensitive conductive material and a polymer matrix, and the other end is a polymer matrix with a higher thermal expansion coefficient than the blend.
  • FIG. 6 are the stress-strain curves of the flexible fabric-based sensor integrated with multifunctional sensing provided by Example 1 and Comparative Example 2, respectively.
  • the temperature and humidity signal collection system When temperature and humidity are stimulated at the same time, due to the anti-interference processing of the present invention, the temperature and humidity signal collection system will display temperature and humidity distribution diagrams on the display according to the distribution of temperature and humidity, and the pressure signal collection The system does not receive stimulus information, so it does not display a pressure distribution graph.
  • the principle of detection and display is roughly the same as when it is stimulated by temperature and humidity at the same time.
  • the signal collection system that receives temperature, humidity, and pressure will display temperature, humidity, and pressure on the display according to the temperature, humidity, and pressure distribution. Pressure distribution chart.
  • the conductive material is combined with the elastic polymer matrix to obtain the resistive pressure sensing yarn.
  • the yarn When pressure is applied, the yarn is deformed, and the conductive material in the yarn is displaced along with it, causing the internal resistance of the yarn or the resistance between the yarns. Changes in the contact resistance can cause changes in the measured resistance.
  • Contact resistance is the key mechanism of textile strain sensors. The change in contact resistance of conductive textiles can occur at the fiber, yarn and fabric level.
  • the surface of conductive fibers can be treated by physical or chemical treatments, such as plasma and liquid nitrogen, to obtain randomly or regularly distributed cracks. During the fiber extension and recovery cycle, the contact points can be changed by opening and closing the cracks, thereby Change the fiber resistance.
  • the flexible fabric-based sensor with integrated multifunctional sensing provided by Comparative Example 3 is different in that neither the pressure sensing yarn nor the humidity sensing yarn contains positive temperature coefficient and negative temperature coefficient. Conductive substance with temperature coefficient. Others are substantially the same as in Embodiment 1, and will not be repeated here.
  • a multifunctional sensor-integrated flexible fabric-based sensor comprising a flexible fabric base, characterized in that the flexible fabric base includes at least two of pressure sensing yarns, temperature sensing yarns and humidity sensing yarns Yarn;
  • the pressure-sensing yarn is made of conductive material polypyrrole, conductive material with positive temperature coefficient, conductive material with negative temperature coefficient and polyurethane blended with pressure sensitive yarn wrapped around electrode wire made of
  • the temperature-sensing yarn is a temperature-sensitive yarn made of a temperature-sensitive conductive material polythiophene and polyester blended and spun yarn, and the temperature-sensitive yarn is wrapped around an electrode metal wire, and the humidity-sensing yarn It is a covered yarn made of a humidity-sensitive conductive material polyacetylene, a conductive material with a positive temperature coefficient, a conductive material with a negative temperature coefficient, and a polyamide blended and spun yarn to wrap the electrode wire.
  • the combination of conductive material with positive temperature coefficient and conductive material with negative temperature coefficient eliminates the influence of

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Abstract

一种多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用，其中该柔性织物基传感器是由压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线分别包绕电极形成的纱线构成，或者是由压力传感纱线分别包绕温度传感纱线和湿度传感纱线形成的纱线构成。该压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线均经过相应的抗干扰处理，通过采集每根纱线两端信号以及纱线交叉点信号，再辅以信号转换和处理，能够实现压力、温度和湿度传感的高度集成，实现压力、温度和湿度的同时检测和有效分辨，且舒适性好，可用于电子皮肤或智能服装。

Description

多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用 技术领域
本发明属于柔性传感器技术领域，涉及一种多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用。
背景技术
智能可穿戴健康设备近几年来引领了医疗潮流，特别是可穿戴医疗设备，对于实时监测身体健康情况，为使用者提供准确、实时的身体数据，起到决定性的作用。柔性，低成本，低功耗，已经成为可穿戴电子设备关注的焦点。目前，具备单一传感功能的柔性智能设备的制备技术已经比较成熟，而同时具备多种传感功能，而且互不干扰的柔性智能设备有待进一步研究和改进。现有技术中，可穿戴柔性智能设备或电子皮肤的制备方法多是在柔性基板上进行传感器集成，实现多种信号的传感和检测，但仍难以实现多种信号的同时检测及有效分辨。
专利CN104523285公开了一种电子皮肤及其制备方法，该电子皮肤是在双面覆有导电材料的柔性基板上设有氧化物薄膜晶体管，并分别在柔性基板两侧设置压力传感器和温度传感器，可以同时测量压力和温度。但该电子皮肤的传感集成方法较复杂、集成度低，且难以实现均匀的全面覆盖性功能检测，由于压力传感器和温度传感器分别位于柔性基板两侧，会导致不与皮肤接触的一侧的传感效率和灵敏度降低。
专利CN109793520公开了一种湿度和应变协同敏感的柔性织物呼吸传感器及其制备方法，通过在柔性织物基体外包覆对应变信号和湿度信号有同向响应的应变湿度敏感层形成织物传感器，通过高湿度的呼吸在应变湿度敏感层上的附着和解吸附，使得应变湿度敏感层的电阻变化，以实现呼吸信号的实时监测。该方法的应变和湿度均是通过应变湿度敏感层进行监测，无法实现应变和湿度的可辨别性检测。
专利CN110793676公开了一种温度湿度压力传感器及其制备方法、电子皮肤，包括具有温度传感功能的第一结构层和具有湿度传感功能的第二结构层，第一结构层的电极和第二结构层的电极呈交叉相对布置，通过将ZnS:Mn掺入到弹性体PDMS中，在PDMS上集成温度传感模块，并且与湿度传感模块层压，实现可视化的压力传感。但该方法只能在温度、湿度和压力中任意两个为固定量时，对另一个量进行监测，不能同时实现温度、湿度和压力的多功能传感检测，且无法将温度、湿度和压力信号有效辨别。
专利CN105606291公开了一种热式压力传感器及柔性电子皮肤，电子皮肤包括柔性基底和设置在基底上的热式压力传感器阵列、热式流场传感器阵列，热式压力传感器包括基底和设置在基底上的热敏电阻元件和温度补偿电阻元件，热敏电阻元件和温度补偿电阻元件上覆盖有弹性模，能够实现触感、温度、风感和附着物等信号的传感检测。该方法能够通过温度补偿电阻减小温度对压力传感的干扰，但同样无法实现温度和压力信号的可辨别性检测。
由此可见，现有技术制备的多功能传感柔性智能设备，大多是在柔性基底上进行传感集成，均存在集成复杂、集成度低、舒适度低、难以实现均匀的全方位检测、信号易受干扰或多种信号难以有效辨别等问题。专利CN107467727公开了一种集成纺织基温度传感网络的智能服装，包括服装基体和分布于基体上的多个织物温度传感器，通过将导电纤维或颗粒集成到服装基体的纺织结构中形成电路，织物传感器通过织物电路实现相互之间的电连接，从而实现实时监测人体不同部位的皮肤温度的同时，而且能够提高舒适度和可穿戴性。
有鉴于此，为了拓展织物传感器的传感功能，以实现多功能集成，并尽量避免使用多个分离传感功能模块，从而保持器件和电路的简单，防止造成可穿戴舒适度的下降问题，同时保证较高的传感灵敏度，非常有必要开展具有多功能传感集成的织物基柔性智能设备。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用，通过将具有压力、温度和湿度传感功能的纱线分别进行抗干扰处理，再均匀织成织物，以实现压力、温度和湿度的有效检测和识别。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，所述柔性织物基底包括压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线中的至少两种纱线；所述压力传感纱线包括导电物质和电极，所述温度传感纱线包括温度敏感的导电物质和电极，所述湿度传感纱线包括湿度敏感的导电物质和电极，所述柔性织物基底经过抗压力干扰、抗温度干扰和抗湿度干扰处理中的任一种或多种处理，通过采集每根纱线之间的信号，实现压力、温度和湿度信号的识别和检测。
本发明通过将多种纱线均匀的织成织物基传感器，通常织物中三种纱线的含量大致相同，且分布均匀，以保证织物表面每一点都能进行压力、温度和湿度信号的检测，实现传感器的全面覆盖。
一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，所述柔性织物基 底包括横纵向相互交叉排列的温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线，所述温度-压力传感纱线包括温度传感纱线和包绕在所述温度敏感纱线上的压力传感纱线，所述湿度-压力传感纱线包括湿度传感纱线和包绕在所述湿度敏感纱线上的压力传感纱线；所述压力传感纱线包括导电物质，所述温度传感纱线包括温度敏感的导电物质，所述湿度传感纱线包括湿度敏感的导电物质；每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的两端均设有采集电极，用于采集每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线两端的信号，以及每一个所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的交叉点的信号，所述柔性织物基底经过抗压力干扰、抗温度干扰和抗湿度干扰处理中的任一种或多种处理，实现压力、温度和湿度信号的识别和检测。
通过采用上述技术方案，温度传感纱线或湿度传感纱线均被压力传感纱线包绕在内部，可充当压力传感纱线的电极，将压力传感信号导出，再通过一系列信号转换和运算电路，能够实现压力、温度、湿度传感的高度集成，并能有效检测和识别多种传感信号，且直接将织物制备成传感器，温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线均匀分布，能够实现均匀的全方位传感功能，织物柔性和舒适度较好，提高服用性。
一种以上所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器的应用，所述柔性织物基传感器用于电子皮肤或智能服装的压力传感、温度传感及湿度传感。能够实现同时测量压力、温度和湿度的功能，可用于人体脉搏、心脏跳动、眼压、肌肉运动等的检测，也可以用于体温和环境温度的检测以及人体或环境湿度的检测。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器及其应用具有如下有益效果：
(1)本发明提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括均匀分布的压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线，所述压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线均经过相应的抗干扰处理，通过采集每根纱线两端信号以及纱线交叉点信号，再辅以信号转换和处理，能够实现压力、温度和湿度传感的高度集成，可以同时检测和有效识别压力、温度和湿度信号。
(2)本发明提供了一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，是由横纵向相互交叉排列的温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线构成，所述温度-压力传感纱线包括温度传感纱线和包绕在所述温度敏感纱线上的压力传感纱线，所述湿度-压力传感纱线包括湿度传感纱线和包绕在所述湿度敏感纱线上的压力传感纱线。如此设置，温度传感纱线或湿度传感纱 线均被压力传感纱线包绕在内部，可充当压力传感纱线的电极，将压力传感信号导出，通过采集每一根纱线两端及纱线交叉点之间的信号，再通过一系列信号转换和运算电路，能够实现压力、温度、湿度传感的高度集成，并能有效检测和识别多种传感信号，且直接将织物制备成传感器，温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线均匀分布，能够实现均匀的全方位传感功能，织物柔性和舒适度较好，提高服用性。
(3)本发明还提供了一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，是由压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线中的至少两种纱线构成的柔性织物基传感器，所述压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线均包绕有电极材料，织物中各种纱线的含量大致相同，且分布均匀，以保证织物表面每一点都能进行压力、温度或湿度信号的检测，实现传感器的全面覆盖，通过采集每根纱线两端信号，能够有效检测和识别出压力、温度和湿度传感信号。
(4)本发明提供的一种多功能传感集成的柔性织物基传感器中，压力传感纱线的直径大于温度传感纱线和湿度传感纱线的直径，通过扩大压力传感纱线与温湿度传感纱线的直径差距，使得外层直径较大的压力传感纱线受力，保护温湿度传感纱线和湿度传感纱线，使其尽可能不受力，以提高温度传感和湿度传感时的抗压力干扰。通过在压力传感纱线和湿度传感纱线中添加正温度系数的导电物质和负温度系数的导电物质，以提高压力传感和湿度传感时的抗温度干扰。通过对压力传感纱线和温度传感纱线的表面进行疏水处理，以提高压力传感和温度传感时的抗湿度干扰。最终提高柔性织物基传感器对压力、温度和湿度传感的灵敏度和精确度。
(5)本发明通过异形纤维，如横截面为“8”字形的纤维，提高传感灵敏度。如温度传感纱线中“8”字形纤维的一端为温度敏感的导电物质与聚合物基体形成的共混物，另一端为热膨胀系数高于共混物的聚合物基体。此时，温度变化时，由于体积膨胀度不同，会造成纤维弯曲，导电通路产生变化，成为束状纤维时，会将紧密接触的纤维挤开，引起大幅度的电阻变化，从而提高温度响应灵敏度，相当于弱化了压力和湿度的影响。
附图说明
图1为本发明提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器的一种实施方式的纱线分布示意图；
图2中(a)、(b)和(c)分别为实施例1提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器的压力、温度和湿度传感曲线；
图3中(a)、(b)和(c)分别为对比例1提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器的压力、温度和湿度传感曲线；
图4中(a)、(b)和(c)分别为对比例3提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器的压力、温度和湿度传感曲线；
图5为中a、b和c分别为实施例1提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器压力、温度和湿度传感的抗干扰曲线；
图6中(a)、(b)分别为实施例1及对比例2提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器的应力应变曲线。
具体实施方式
以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，所述柔性织物基底包括压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线中的至少两种纱线；所述压力传感纱线包括导电物质和电极，所述温度传感纱线包括温度敏感的导电物质和电极，所述湿度传感纱线包括湿度敏感的导电物质和电极；将压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线中的至少两种纱线均匀的织成织物(如混纺织物或分别将压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线织成一层单独的织物再复合得到多层复合织物)，所述柔性织物基底经过抗压力干扰、抗温度干扰和抗湿度干扰处理中的任一种或多种处理，通过采集每根纱线之间的信号，能够有效检测和识别出多种传感信号。
优选地，所述柔性织物基底同时包括压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线，将三种纱线均匀的织成织物基传感器，通常织物中三种纱线的含量大致相同，且分布均匀，以保证织物表面每一点都能进行压力、温度和湿度信号的检测，实现传感器的全面覆盖。
进一步的，所述压力传感纱线是由包含所述导电物质的压力敏感纱线包绕电极制得的包覆纱、包芯纱或编织绳，或者是由芯层为电极，皮层为包含所述导电物质的压力传感皮芯纤维，经加捻制得的纱线；
所述温度传感纱线是由包含所述温度敏感的导电物质的温度敏感纱线包绕电极制得的包覆纱、包芯纱或编织绳，或者是由芯层为电极，皮层为包含所述温度敏感的导电物质的温度传感皮芯纤维，经加捻制得的纱线；
所述湿度传感纱线是由包含所述湿度敏感的导电物质的湿度敏感纱线包绕电极制得的包覆纱、包芯纱或编织绳，或者是由芯层为电极，皮层为包含所述湿度敏感的导电物 质的湿度传感皮芯纤维，经加捻制得的纱线。
进一步的，所述电极包括但不限于为金属类导电纤维、无机类导电纤维、有机类导电纤维、复合类导电纤维、掺杂类复合纤维或者镀层类复合纤维中的一种或多种。所述电极的作用是将所述压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线的信号引出，进而采集检测。所述金属类导电纤维包括但不限于为金、银、铜、铁、铝、不锈钢中的任一种或多种形成的金属纤维；所述无机类导电纤维包括但不限于为石墨纤维、碳纤维、硅纤维、碳纳米管纤维中的任一种或多种；所述有机类导电纤维包括普通纤维及负载在所述普通纤维上的导电聚合物；所述复合类导电纤维包括但不限于为所述金属纤维、无机导电纤维、有机导电纤维及普通纤维中的任意两种或两种以上的纤维复合制成的纤维；所述掺杂类复合纤维由热塑性材料与导电材料共混后以熔融纺丝、湿法纺丝、干法纺丝或静电纺丝法制得；所述镀层类复合纤维由导电材料在热塑性纤维表面经过涂层处理制成。
请参阅图1所示，作为本发明的另一方案，一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，所述柔性织物基底包括横纵向相互交叉排列的温度-压力传感纱线A1-B1和湿度-压力传感纱线A2-B2，所述温度-压力传感纱线包括温度传感纱线和包绕在所述温度敏感纱线上的压力传感纱线，所述湿度-压力传感纱线包括湿度传感纱线和包绕在所述湿度敏感纱线上的压力传感纱线；所述压力传感纱线包括导电物质，所述温度传感纱线包括温度敏感的导电物质，所述湿度传感纱线包括湿度敏感的导电物质。所述柔性织物基底经过抗压力干扰、抗温度干扰和抗湿度干扰处理中的任一种或多种处理，实现压力、温度和湿度信号的识别和检测。
每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的两端均设有采集电极，用于采集每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线两端的信号，以及每一个所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的交叉点的信号。例如，在图1中的位置O处，采集的信号包括A1-B1、A2-B2、A1-A2和B1-B2之间的信号。
传感原理如下：通过位置信息，计算温湿度信息，再测纤维间的电阻信息除去温湿度电阻变化获得压力传感信息。例如，当只受到温度刺激时，接收温度的信号收集系统会根据温度分布的情况在显示器上显示出温度分布图，而由于压力、湿度信号收集系统没有接收到刺激信息，因此不会显示压力和湿度分布图。当只受到湿度刺激或只受到压力刺激时，检测和显示原理与只受到温度刺激时的大致相同。当同时受到温度和湿度刺激时，由于本发明的抗干扰处理，接收温度和湿度的信号收集系统会根据温度和湿度的分布情况，在显示器上分别显示出温度和湿度分布图，而压力信号收集系统没有接收到刺激信息，因此不会显示压力分布图。当同时受到温度和压力刺激或同时受到湿度和压力刺激时，检测和显示原理与 同时受到温度和湿度刺激时的大致相同。当同时受到温度、湿度和压力刺激时，由于本发明的抗干扰处理，接收温度、湿度和压力的信号收集系统会根据温度、湿度和压力分布的情况，在显示器上分别显示出温度、湿度和压力分布图。
进一步的，所述温度-压力传感纱线是由所述压力传感纱线包绕所述温度敏感的导电物质形成的温度传感纱线制得的包覆纱、包芯纱或编织绳；所述湿度-压力传感纱线是由所述压力传感纱线包绕所述湿度敏感的导电物质形成的湿度传感纱线制得的包覆纱、包芯纱或编织绳。温度传感纱线或湿度传感纱线均被压力传感纱线包绕在内部，可充当压力传感纱线的电极，将压力传感信号导出，再通过一系列信号转换和运算电路，能够实现压力、温度、湿度传感的高度集成，并能有效检测和识别多种传感信号，且直接将织物制备成传感器，温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线均匀分布，能够实现均匀的全方位传感功能，织物柔性和舒适度较好，提高服用性。
通过上述两种方案中柔性织物基传感器的纱线布局结构，能够同时实现多种信号的识别和检测，为了减小各种信号之间的相互干扰，本发明采用以下方案实现：
所述抗压力干扰的方式包括：增大所述压力传感纱线构成的压力传感区域的厚度或增大所述压力传感纱线与所述温度传感纱线及湿度传感纱线的相对模量；通过扩大压力传感纱线与温湿度传感纱线的厚度差距，使得厚度较大的压力传感区域直接受力，减小温湿度传感区域和湿度传感区域的受力；增大所述压力传感纱线与所述温度传感纱线及湿度传感纱线的相对模量，例如通过选取压缩模量较小的弹性聚合物基体降低压力传感区域的模量，温度传感纱线及湿度传感纱线选取压缩模量较大的聚合物基体，从而增大压力传感纱线与所述温度传感纱线及湿度传感纱线的相对模量，以减小温湿度传感区域和湿度传感区域的受力。
所述抗温度干扰的方式包括向所述压力传感纱线和湿度传感纱线中复合正温度系数的导电物质和负温度系数的导电物质；正温度系数的导电物质和负温度系数的导电物质的复配，能够消除温度对压力传感纱线和湿度传感纱线的影响。
所述抗湿度干扰的方式包括对所述压力传感纱线和温度传感纱线的表面进行疏水处理。需要说明的是，当压力传感纱线和温度传感纱线本身具有疏水性时，可以不再进行疏水处理。
进一步的，通过增大所述压力传感纱线的直径或通过调节编织方式实现增大所述压力传感纱线构成的压力传感区域的厚度。
所述疏水处理的方法包括在所述压力传感纱线和温度传感纱线的表面涂覆疏水涂层。
进一步的，所述压力传感纱线还包括弹性聚合物基体，所述导电物质与弹性聚合 物基体的复合方式包括：共混纺丝形成复合纤维、共混纺纱形成混纺纱线或者将导电物质浸渍或涂覆于弹性聚合物基体形成的纤维或纱线表面；所述纤维和/或纱线的表面经过疏水处理。
进一步的，所述纤维和/或纱线的横截面为圆形或异形横截面，优选为异形横截面，用于扩大所述压力传感纱线的压力量程。
进一步的，所述弹性聚合物基体包括至少两种具有不同压缩模量的弹性聚合物基体。通过不同压缩模量聚合物复合，或者通过异形纤维的构筑，使得压力传感纱线能够在不同的压力范围内均能做出反应，扩大压力传感量程。
进一步的，所述弹性聚合物基体选自于聚氨酯、脂肪-芳香族共聚酯及聚烯烃弹性体。
进一步的，所述导电物质包括但不限于为石墨纤维、碳纤维、硅纤维、碳纳米管纤维、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS、金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉、离子液体中的一种或多种，且所述导电物质需要进行疏水处理，提高压力传感纱线的抗湿度干扰。
将导电物质与弹性聚合物基体复合，得到电阻式压力传感纱线，当受到压力时，纱线产生形变，纱线内的导电物质随着发生位移，使得纱线内部电阻或者纱线之间的接触电阻发生变化，均可引起测量电阻变化。接触电阻是纺织应变传感器的关键机制，导电纺织品接触电阻的变化可在纤维、纱线及织物层面发生。在纤维尺度上，导电纤维表面可通过物理或化学处理，如等离子体和液氮处理，得到随机或规则分布的裂缝，在纤维延伸和恢复周期中通过打开和关闭裂缝构建接触点的变化，从而改变纤维电阻。在纱线尺度上，除了纤维上的接触电阻，还存在纤维与纤维之间的接触电阻。在织物尺度上，除了纤维上的接触电阻和纱线中纤维与纤维之间的接触电阻外，还存在纱线与纱线的接触。
进一步的，所述温度传感纱线还包括第一聚合物基体；且所述温度敏感的导电物质和第一聚合物基体的复合方式包括：共混纺丝形成复合纤维、共混纺纱形成混纺纱线或者将温度敏感的导电物质浸渍或涂覆于第一聚合物基体形成的纤维或纱线表面；且所述纤维和/或纱线的表面经过疏水处理。第一聚合物基体要有明显的可逆热胀冷缩的性质，且导电物质要和聚合物基体具有较好的界面性能，不至于在膨胀和收缩过程中发生界面分离，造成信号采集不稳定。
所述湿度传感纱线还包括第二聚合物基体；且所述湿度敏感的导电物质和第二聚合物基体的复合方式包括：共混纺丝形成复合纤维、共混纺纱形成混纺纱线或者将湿度敏感的导电物质浸渍或涂覆于第二聚合物基体形成的纤维或纱线表面。进一步的，所述纤维和/或纱线的横截面为圆形或异形横截面，用于提高温度传感和湿度传感的灵敏度。
进一步的，所述温度传感纱线和湿度传感纱线中的纤维的横截面为“8”字形；且所述温度传感纱线中“8”字形的一侧为所述温度敏感的导电物质与第一聚合物基体形成的共混物(通常添加填料的聚合物体系的热膨胀系数会大幅下降)，另一侧为热膨胀系数高于所述共混物的第三聚合物基体。此时，温度变化时，由于体积膨胀度不同，会造成纤维弯曲，导电通路产生变化，成为束状纤维时，会将紧密接触的纤维挤开，引起大幅度的电阻变化，从而提高温度响应灵敏度，相当于弱化了压力和湿度的影响。
进一步的，所述温度传感纱线中的纤维还包括导热填料，用于提高温度传感纱线获取温度变化信号的速度。导电物质和导热填料要和聚合物基体有较好的界面性能，不至于在膨胀和收缩过程中发生界面分离，造成信号采集不稳定。
进一步的，所述第一聚合物基体包括但不限于为聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶等中的任一种或多种；所述第二聚合物基体为具有较低的热膨胀系数的聚合基体，如选自于聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶等，从而提高湿度传感纱线对温度的抗干扰能力；所述第三聚合物基体包括但不限于为聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶等中的任一种或多种。
进一步的，所述温度敏感的导电物质包括但不限于为无机类、有机类和金属类温度敏感导电物质；所述无机类温度敏感导电物质包括但不限于为石墨、碳黑、硅系、碳纳米管纤维中的一种或多种，所述有机类温度敏感导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类温度敏感物质包括但不限于为金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉中的任一种或多种，所述温度敏感的导电物质应具有较高的电阻温度系数，且所述温度敏感的导电物质经过疏水处理；从而提高温度传感纱线对温度的传感灵敏度，并降低湿度对温度传感纱线的干扰。
所述湿度敏感的导电物质包括但不限于为无机类、有机类和金属类湿度敏感物质；所述无机类湿度敏感物质包括但不限于为硅酸盐类、碳酸盐类、石墨、炭黑、碳纳米管等米中的一种或多种，所述有机类湿度敏感导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类湿度敏感导电物质包括但不限于为金、银、铜、铁、锡、铂等对湿度敏感的金属及金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体等中的任一种或多种。所述湿度敏感的导电物质应具有较低的电阻温度系数，从而降低温度对湿度传感纱线的干扰。
一种以上所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器的应用，所述柔性织物基传感器用于电子皮肤或智能服装的压力传感、温度传感及湿度传感。能够实现同时测量压力、温度和湿度的功能，可用于人体脉搏、心脏跳动、眼压、肌肉运动等的检测，也可以用于体 温和环境温度的检测以及人体或环境湿度的检测。
以下通过具体实施例和对比例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，所述柔性织物基底是由横纵向相互交叉排列的温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线构成，所述温度-压力传感纱线是将温度传感纱线作为电极，将压力传感纱线包绕在所述温度敏感纱线上形成包覆纱，所述湿度-压力传感纱线是将湿度传感纱线作为电极，将压力传感纱线包绕在所述湿度敏感纱线上形成包覆纱。每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的两端均设有采集电极，用于采集每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线两端的信号，以及每一个所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的交叉点的信号。
所述压力传感纱线是由导电物质聚吡咯、正温度系数的导电物质、负温度系数的导电物质与聚氨酯共混纺丝形成的复合纤维经加捻制得；所述温度传感纱线是由温度敏感的导电物质聚噻吩与聚酯共混纺丝形成的复合纤维经加捻制得，横截面为圆形；所述湿度传感纱线是由湿度敏感的导电物质聚乙炔、正温度系数的导电物质、负温度系数的导电物质与聚酰胺共混纺丝形成的复合纤维经加捻制得。正温度系数的导电物质和负温度系数的导电物质的复配，消除温度对压力传感纱线和湿度传感纱线的影响。
所述压力传感纱线的直径为所述温度传感纱线和湿度传感纱线直径的5倍，从而提高温度传感和湿度传感时的抗压力干扰；通过扩大压力传感纱线与温湿度传感纱线的直径差距，使得外层直径较大的压力传感纱线受力，又由于压力传感纱线采用的是弹性聚合物基体，能够增大压力传感纱线与所述温度传感纱线及湿度传感纱线的相对模量，从而保护温湿度传感纱线和湿度传感纱线，使其尽可能不受力或受较小的力。
所述压力传感纱线和温度传感纱线表面涂覆有疏水涂层，提高表面疏水性，降低压力传感纱线和温度传感纱线由于吸湿造成的电阻变化，从而提高压力传感和温度传感时的抗湿度干扰。
请参阅图2所示，从图2中(a)可以看出，织物传感器对压力为0-0.12MPa的刺激具有较灵敏的信号变化；从图2中(b)可以看出，随着温度升高，织物传感器的电流变化率逐渐增大，说明织物传感器对30℃以上的温度具有较强的响应灵敏性；从图2中(c)可以看出，随着湿度的增加，织物传感器的电流变化率逐渐增大，说明织物传感器对60％以上的湿度具有较强的响应灵敏性。因此，本发明提供的织物传感器能够同时实现压力、温度和湿度的传感。
请参阅图5所示，图5中a为同等温度(室温)下，分别在50％RH和90％RH下 测试织物传感器的压力传感性能曲线及同等湿度(50％RH)下，分别在室温和75℃下测试织物传感器的压力传感性能曲线。可以看出，同等温度下，同等压力(0.3MPa)时，50％RH和90％RH湿度的压力最大相对电流变化量分别为25％和23.5％，对比可以看出湿度对织物传感器的压力传感性能影响较小，即湿度对压力信号的干扰可忽略。同等湿度下，同等压力(0.3MPa)时，室温和75℃的压力最大相对电流变化量分别为25％和26.6％，对比可以看出温度对织物传感器的压力传感性能影响较小，即湿度对压力信号的干扰可忽略。图5中b为同等湿度(50％RH)下，分别在0MPa和0.3MPa下测试织物传感器的温度传感性能曲线及同等压力(0MPa)，分别在50％RH和90％RH湿度下测试织物传感器的温度传感性能曲线。可以看出，同样湿度下，同等温度(75℃)时，0MPa和0.3MPa时的温度最大相对电流变化量分别为15.7％和16.8％，对比可以看出压力对织物传感器的温度传感性能影响较小，即压力对温度信号的干扰可忽略。同等压力下，同等温度(75℃)时，50％RH和90％RH时温度的最大相对电流变化量分别为15.7％和14.6％，对比可以看出湿度对织物传感器的温度传感性能影响较小，即湿度对温度信号的干扰可忽略。图5中c为同等压力(0MPa)下，分别在室温和75℃下测试织物传感器的湿度传感性能曲线及同等温度(室温)下，分别在0MPa和0.3MPa压力下测试织物传感器的湿度传感性能曲线。可以看出，同样压力下，同等湿度(90％RH)时，室温和75℃时的湿度最大相对电流变化量分别为4.5％和4.1％，对比可以看出温度对织物传感器的湿度传感性能影响较小，即温度对湿度信号的干扰可忽略。同等温度下，同等湿度(90％RH)时，0MPa和0.3MPa压力下湿度的最大相对电流变化量分别为4.5％和4.93％，对比可以看出压力对织物传感器的湿度传感性能影响较小，即压力对湿度信号的干扰可忽略。
表1实施例1制备的柔性织物基传感器对温度、湿度、压力信号的相对变化率
测试条件 压力最大相对电流变化量(％)
室温、50％RH 25
室温、90％RH 23.5
75℃、50％RH 26.6
测试条件 温度最大相对电流变化量(％)
0MPa、50％RH 15.7
0MPa、90％RH 14.7
0.3MPa、50％RH 16.8
测试条件 湿度最大相对电流变化量(％)
0MPa、室温 25
0MPa、75℃ 23.5
0.3MPa、75℃ 26.6
从表1中可以看出，湿度、温度对压力传感信号的影响分别为6％和6.4％，相对变化率都低于10％，这表明压力传感单元对湿度、温度显示出很好的抗干扰性。压力、湿度对温度传感信号的影响分别为6.4％和7.0％，相对变化率都低于10％，这表明温度传感单元对湿度、压力也显示出很好的抗干扰性。对于湿度传感器，温度、压力影响稍高些分别为8.9％和9.6％，但依旧保持在10％范围了，这也证明了湿度传感单元对温度、压力也显示出较好的抗干扰性。
实施例2
实施例2提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，与实施例1相比，不同之处在于，所述温度传感纱线中的纤维的横截面为“8”字形；其“8”字形的一侧为所述温度敏感的导电物质、导热填料与第一聚合物基体形成的共混物，其中填料为具有较好导电性能的聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶等中一种或多种，另一侧为热膨胀系数高于所述共混物的第三聚合物基体。其他与实施例1基本相同，在此不再赘述。此时，温度变化时，由于体积膨胀度不同，会造成纤维弯曲，导电通路产生变化，成为束状纤维时，会将紧密接触的纤维挤开，引起大幅度的电阻变化，从而提高温度响应灵敏度，相当于弱化了压力和湿度的影响。
对比例1
对比例1提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，与实施例1相比，不同之处在于，压力传感纱线的直径和温度传感纱线及湿度传感纱线的直径相同。
请参阅图3所示，可以看出，织物传感器对压力、温度和湿度的传感信号响应均不稳定，波动较大，说明当压力传感纱线的直径和温度传感纱线及湿度传感纱线的直径相同或者甚至小于温度传感纱线及湿度传感纱线的直径时，压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线均会由于压力刺激产生信号变化，相互之间干扰导致难以识别和准确检测出压力刺激，造成压力、温度和湿度传感检测的误差，且无法有效分辨三种信号。
对比例2
对比例2提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，与实施例1相比，不同之处在于，所述压力传感纱线是由导电物质聚吡咯、正温度系数的导电物质、负温度系数的导 电物质与粘胶共混纺丝形成的复合纤维经加捻制得。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
请参阅图6所示，(a)和(b)分别为实施例1(聚氨酯)及对比例2(粘胶)提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器的应力应变曲线。可以看出，弹性纱线在多次压缩循环后纱线的应力应变曲线无太大变化，这和弹性纱线的回复性能有关。可以看出非弹性压力传感纱线在多次压缩后纱线的强力明显变低，3次压缩后降低最大强力从5.4N变为4.3N，即降低了20.4％。从中可以看出非弹性纱线有较差的回复性。压力传感材料的力学回复性能直接影响了其传感稳定性和循环性，因此非弹性纤维不适合用于压力传感器。
对比例3
对比例3提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，与实施例1相比，不同之处在于，所述压力传感纱线和温度传感纱线表面均未涂覆疏水涂层。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
请参阅图4所示，可以看出，织物传感器对压力、温度和湿度的传感信号响应均不稳定，波动较大，说明当压力传感纱线和温度传感纱线表面均未涂覆疏水涂层时，压力传感纱线和温度传感纱线会像湿度传感纱线一样，会在潮湿环境中发生吸湿膨胀，产生电阻变化，相互之间干扰导致难以识别和准确检测出压力刺激，造成压力、温度和湿度传感检测的误差，且无法有效分辨三种信号。
对比例4
对比例3提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，与实施例1相比，不同之处在于，所述压力传感纱线和湿度传感纱线中均不包含正温度系数和负温度系数的导电物质。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
实施例3
一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，其特征在于，所述柔性织物基底包括压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线中的至少两种纱线；所述压力传感纱线是由导电物质聚吡咯、正温度系数的导电物质、负温度系数的导电物质与聚氨酯共混纺丝形成的压力敏感纱线包绕电极金属丝制得的包覆纱，所述温度传感纱线是由温度敏感的导电物质聚噻吩和聚酯共混纺丝形成的温度敏感纱线包绕电极金属丝制得的包覆纱，所述湿度传感纱线是由湿度敏感的导电物质聚乙炔、正温度系数的导电物质、负温度系数的导电物质与聚酰胺共混纺丝形成的湿度敏感纱线包绕电极金属丝制得的包覆纱。正温度系数的导电物质和负温度系数的导电物质的复配，消除温度对压力传感纱线和湿度传感纱线的影 响。
所述压力传感纱线的直径为所述温度传感纱线的直径的3倍，从而提高温度传感和湿度传感时的抗压力干扰；通过扩大压力传感纱线与温湿度传感纱线的直径差距，使得外层直径较大的压力传感纱线受力，保护温湿度传感纱线和湿度传感纱线，使其尽可能不受力。
所述压力传感纱线和温度传感纱线表面涂覆有疏水涂层，提高表面疏水性，降低压力传感纱线和温度传感纱线由于吸湿造成的电阻变化，从而提高压力传感和温度传感时的抗湿度干扰。
通过采集每根纱线之间的信号，实现压力、温度和湿度信号的识别和检测。
综上所述，本发明提供的多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括均匀分布的压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线。其中，压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线均经过相应的抗干扰处理，通过采集每根纱线两端信号以及纱线交叉点信号，再辅以信号转换和处理，能够实现压力、温度和湿度传感的高度集成，可以同时检测和有效识别压力、温度和湿度信号。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

  1. 一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，其特征在于，所述柔性织物基底包括压力传感纱线、温度传感纱线和湿度传感纱线中的至少两种纱线；所述压力传感纱线包括导电物质和电极，所述温度传感纱线包括温度敏感的导电物质和电极，所述湿度传感纱线包括湿度敏感的导电物质和电极，所述柔性织物基底经过抗压力干扰、抗温度干扰和抗湿度干扰处理中的任一种或多种处理，通过采集每根纱线之间的信号，实现压力、温度和湿度信号的识别和检测。
  2. 根据权利要求1所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述压力传感纱线是由包含所述导电物质的压力敏感纱线包绕电极制得的包覆纱、包芯纱或编织绳，或者是由芯层为电极，皮层为包含所述导电物质的压力传感皮芯纤维，经加捻制得的纱线；
    所述温度传感纱线是由包含所述温度敏感的导电物质的温度敏感纱线包绕电极制得的包覆纱、包芯纱或编织绳，或者是由芯层为电极，皮层为包含所述温度敏感的导电物质的温度传感皮芯纤维，经加捻制得的纱线；
    所述湿度传感纱线是由包含所述湿度敏感的导电物质的湿度敏感纱线包绕电极制得的包覆纱、包芯纱或编织绳，或者是由芯层为电极，皮层为包含所述湿度敏感的导电物质的湿度传感皮芯纤维，经加捻制得的纱线。
  3. 根据权利要求1所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述电极包括但不限于为金属类导电纤维、无机类导电纤维、有机类导电纤维、复合类导电纤维、掺杂类复合纤维或者镀层类复合纤维中的一种或多种。
  4. 一种多功能传感集成的柔性织物基传感器，包括柔性织物基底，其特征在于，所述柔性织物基底包括横纵向相互交叉排列的温度-压力传感纱线和湿度-压力传感纱线，所述温度-压力传感纱线包括温度传感纱线和包绕在所述温度敏感纱线上的压力传感纱线，所述湿度-压力传感纱线包括湿度传感纱线和包绕在所述湿度敏感纱线上的压力传感纱线；所述压力传感纱线包括导电物质，所述温度传感纱线包括温度敏感的导电物质，所述湿度传感纱线包括湿度敏感的导电物质；每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的两端均设有采集电极，用于采集每一根所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线两端的信号，以及每一个所述温度-压力传感纱线与所述湿度-压力传感纱线的交叉点的信号，所述柔性织物基底经过抗压力干扰、抗温度干扰和抗湿度干扰处理中的任一种或多种处理，实现压力、温度和湿度信号的识别和检测。
  5. 根据权利要求4所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述温度-压力传感纱线是由所述压力传感纱线包绕所述温度敏感的导电物质制得的包覆纱、包芯纱或 编织绳；所述湿度-压力传感纱线是由所述压力传感纱线包绕所述湿度敏感的导电物质制得的包覆纱、包芯纱或编织绳。
  6. 根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述抗压力干扰的方式包括：增大所述压力传感纱线构成的压力传感区域的厚度或增大所述压力传感纱线与所述温度传感纱线及湿度传感纱线的相对模量；
    所述抗温度干扰的方式包括向所述压力传感纱线和湿度传感纱线中复合正温度系数的导电物质和负温度系数的导电物质；
    所述抗湿度干扰的方式包括对所述压力传感纱线和温度传感纱线的表面进行疏水处理。
  7. 根据权利要求6所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，通过增大所述压力传感纱线的直径或通过调节所述柔性织物的编织方式以增大所述压力传感纱线构成的压力传感区域的厚度；所述疏水处理的方法包括在所述压力传感纱线和温度传感纱线的表面涂覆疏水涂层。
  8. 根据权利要求6所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述压力传感纱线还包括弹性聚合物基体；所述导电物质与弹性聚合物基体的复合方式包括：共混纺丝形成复合纤维、共混纺纱形成混纺纱线或者将导电物质浸渍或涂覆于弹性聚合物基体形成的纤维或纱线表面；所述纤维和/或纱线的表面经过疏水处理。
  9. 根据权利要求8所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述纤维和/或纱线的横截面为圆形或异形横截面，用于扩大所述压力传感纱线的压力量程。
  10. 根据权利要求8所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述弹性聚合物基体包括至少两种具有不同压缩模量的弹性聚合物基体。
  11. 根据权利要求10所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述弹性聚合物基体选自于聚氨酯、脂肪-芳香族共聚酯及聚烯烃弹性体。
  12. 根据权利要求6所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述温度传感纱线还包括第一聚合物基体；且所述温度敏感的导电物质和第一聚合物基体的复合方式包括：共混纺丝形成复合纤维、共混纺纱形成混纺纱线或者将温度敏感的导电物质浸渍或涂覆于第一聚合物基体形成的纤维或纱线表面；且所述纤维和/或纱线的表面经过疏水处理；
    所述湿度传感纱线还包括第二聚合物基体；且所述湿度敏感的导电物质和第二聚合物基体的复合方式包括：共混纺丝形成复合纤维、共混纺纱形成混纺纱线或者将湿度敏感的导电物质浸渍或涂覆于第二聚合物基体形成的纤维或纱线表面。
  13. 根据权权利要求12所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述纤维和/或纱线的横截面为圆形或异形横截面，用于提高温度传感和湿度传感的灵敏度。
  14. 根据权权利要求13所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述温度传感纱线和湿度传感纱线中的纤维的横截面为“8”字形；且所述温度传感纱线中“8”字形的一侧为所述温度敏感的导电物质与第一聚合物基体形成的共混物，另一侧为热膨胀系数高于所述共混物的第三聚合物基体。
  15. 根据权利要求12求所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述温度传感纱线中的纤维还包括导热填料，用于提高温度传感纱线获取温度变化信号的速度。
  16. 根据权利要求14所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述第一聚合物基体包括但不限于为聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶中的任一种或多种；所述第二聚合物基体为具有较低的热膨胀系数的聚合基体，选自于聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶中任意一种或多种；所述第三聚合物基体包括但不限于为聚酰胺、聚酯、尼龙、聚氨酯、聚烯烃、聚醚、多糖、橡胶中的任一种或多种。
  17. 根据权利要求6所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器，其特征在于，所述导电物质包括但不限于为无机类、有机类或金属类导电物质；所述无机类导电物质包括但不限于为石墨纤维、碳纤维、硅纤维、碳纳米管纤维中的一种或多种，所述有机类导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类导电物质包括但不限于为金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉中的一种或多种，且所述导电物质需要进行疏水处理；
    所述温度敏感的导电物质包括但不限于为无机类、有机类或金属类温度敏感导电物质；所述无机类温度敏感导电物质包括但不限于为石墨、碳黑、硅系、碳纳米管纤维中的一种或多种，所述有机类温度敏感导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类温度敏感物质包括但不限于为金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉中的任一种或多种，且所述温度敏感的导电物质经过疏水处理；
    所述湿度敏感的导电物质包括但不限于为无机类、有机类或金属类湿度敏感物质；所述无机类湿度敏感物质包括但不限于为硅酸盐类、碳酸盐类、石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或多种，所述有机类湿度敏感导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类湿度敏感导电物质包括但不限于为金、银、铜、铁、锡、铂对湿度敏感的金属及金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体中的任一种或多种。
  18. 一种权利要求1至17中任一项权利要求所述的多功能传感集成的柔性织物基传感器的应用，其特征在于，所述柔性织物基传感器用于电子皮肤或智能服装的压力传感、 温度传感及湿度传感。
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