本征導(dǎo)電纖維集合體的電-力學(xué)性能及其作為應(yīng)變、壓力傳感器的性能分析.pdf

1、隨著高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)紡織行業(yè)的滲透，紡織品正在日益功能化，智能化。智能紡織品就是紡織品發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域。
　　 紡織品作為傳感器具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：柔軟、可穿著、透氣、輕薄、造價(jià)低等。利用導(dǎo)電紡織結(jié)構(gòu)的電一力學(xué)性能作為傳感器的應(yīng)用已經(jīng)得到了一些研究小組的重視，因?yàn)樵谙乱淮娮赢a(chǎn)品中，可穿著將是一個(gè)嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 目前大多數(shù)的紡織結(jié)構(gòu)傳感器是基于導(dǎo)電高分子材料，這種材料具有很多優(yōu)點(diǎn)：易合成，敏感度高等，但是也具有其缺點(diǎn)

2、：環(huán)境穩(wěn)定性差、不耐高溫、毒性等，所以，在沒(méi)有克服這些缺點(diǎn)之前，本征導(dǎo)電紡織結(jié)構(gòu)傳感器是一個(gè)很好的替代，它具有環(huán)境穩(wěn)定性好、耐高溫、制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
　　 雖然已經(jīng)有很多成功的本征導(dǎo)電紡織品作為拉、壓傳感器的應(yīng)用實(shí)例，但是缺乏一個(gè)系統(tǒng)的關(guān)于本征導(dǎo)電紡織結(jié)構(gòu)作為拉伸、壓力傳感器的機(jī)理研究。多數(shù)的研究是基于其宏觀電一力學(xué)性能的研究。本文提出了本征導(dǎo)電紡織結(jié)構(gòu)作為拉力、壓力傳感器應(yīng)用的機(jī)理。從纖維一纖維集合體一織物結(jié)構(gòu)的電一力學(xué)性能分

3、析，找到紡織結(jié)構(gòu)作為拉力、壓力傳感器應(yīng)用的傳感機(jī)理。并對(duì)每一層次結(jié)構(gòu)的電一力學(xué)性能進(jìn)行模型與實(shí)驗(yàn)分析，找到影響紡織結(jié)構(gòu)作為傳感器的主要影響因素及其最佳的設(shè)計(jì)形式。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器進(jìn)行了性能分析，與模型分析的結(jié)果做對(duì)比，驗(yàn)證模型，設(shè)計(jì)高性能傳感器。
　　 通過(guò)本課題的研究發(fā)現(xiàn)，拉力、壓力傳感器的傳感原理就是紗線與紗線之間的接觸電阻隨外界應(yīng)力的變化而變化。如何設(shè)計(jì)出合理的纖維、紗線和織物結(jié)構(gòu)是決定傳感器性能好壞的主要因素。同時(shí)纖維

4、的本身力學(xué)性能、表面狀況也是影響傳感器性能的重要因素。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，作為應(yīng)變傳感器，短纖維紗線因?yàn)槠淇梢蕴峁└嗟慕佑|電阻而優(yōu)于長(zhǎng)絲紗。彎曲剛度大的纖維具有更好的回復(fù)性，低的滯后性。表面光滑的纖維有利于傳感器的回復(fù)性。相對(duì)于機(jī)織物與非織造物，針織物結(jié)構(gòu)可以抵抗大的變形而作為大應(yīng)變傳感器。同時(shí)其結(jié)構(gòu)可以提供特殊結(jié)構(gòu)的紗線之間接觸的線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)織物的傳感特性。對(duì)于單編鏈結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳感器，織物密度是影響傳感器性能的主要因素。對(duì)于壓力分布傳感器，機(jī)