[發明專利]制備織物應變傳感器的方法有效

申請號：	200910137579.5	申請日：	2009-05-14
公開（公告）號：	CN101598529A	公開（公告）日：	2009-12-09
發明（設計）人：	陶肖明;王廣峰;王楊勇;張輝	申請（專利權）人：	香港理工大學
主分類號：	G01B7/16	分類號：	G01B7/16;G01L1/22;D06N3/00
代理公司：	廣州三環專利代理有限公司	代理人：	溫旭;郝傳鑫
地址：	中國香港***	國省代碼：	中國香港;81
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摘要：
搜索關鍵詞：	制備織物應變傳感器方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及制備具有高計量因數(也稱為應變靈敏度系數(gauge?factor))的織物應變傳感器的方法。?

背景技術

用來測量由于機械應力或熱應力或兩者的組合而導致的物體尺寸變化的裝置通常稱為應變計量儀或應變傳感器。應變傳感器具有多種類型，如，光纖應變傳感器、壓電陶瓷應變傳感器和機電應變傳感器。所述機電應變傳感器是由導電聚合物或具有導電填料的聚合物復合物制成的。?

US申請20060148351[Tao；Xiaoming；等]，以及De?Rossi等在“MaterialsScience?Engineering，C”，7(1)，31-35(1998)，“Dressware：Wearable?Hardware”和“IEEE?Sensors?Journal?2003”，460-467，“Strain-sensing?fabrics?for?wearablekinaesthetic-like?systems”中介紹了由導電聚合物涂敷織物制得的應變傳感器。然而，由于所使用的導電聚合物，所述傳感器的環境和化學穩定性在長期使用中是個問題。?

De?Rossi等在“Autex?Research?Journal?2002”，2(4)：193-203，“Smarttextiles?for?wearable?motion?capture?system”，以及在“IEEE?Sensors?Journal2004”，807-818，“Wearable，redundant?fabric-based?sensor?arrays?forreconstruction?of?body?segment?posture”中報道了用來測量身體部分的由碳負載的硅橡膠涂敷織物制成的應變傳感器。然而，所述傳感器顯示出為2.5的低計量因數。提供了用于應變傳感器的更高計量因數。在這些報道中沒有對所述應變傳感器進行疲勞試驗。?

在“Materials?Science?Forum?2007”，537-538和709-716；以及Laszlo等的“High?elastic?strain?gauge?made?from?conductive?silicon?rubber”中介紹了從導電硅橡膠制備大應變計量儀的方法。所述傳感器的結構是純聚合物且不是織物的，且所述傳感器顯示出了低靈敏度。?

在US專利4,567,093[Sogabe等]、US申請20050282453[Jackson，Scott?Richard等]以及US申請20060286390[Yaginuma；Atsushi等]中，公開了所述涂敷織物用作氣袋和防護型織物的方法與用途。但在這些US專利或申請中未公開傳感器。?

在US專利6,660,978[Avdeev]、US專利4,705,646[DuPont等]和US專利5,009,927[Cloyd等]中，將導電顆粒加入到涂敷聚合物中來賦予織物以導電性能。這些性能暗示了其可用于靜電荷、加熱、導電和電磁波屏蔽的控制。然而，在這些US專利中未公開傳感器。?

使用涂敷在彈性織物上的導電彈性體復合物作為應變/壓力傳感器有局限性。使用用于傳感器的未涂敷在織物上的導電彈性體復合物的顯著局限性包括顯示出低靈敏度和線性的傳感器。此外，涂敷在織物上的導電彈性體復合物的用途并非是用于傳感器應用。?

因此，非常需要適合用作靈活應變/壓力織物傳感器的導電彈性體復合物和制備其的方法。?

發明內容

在第一優選方面，提供了用于測量面內單方向應變的織物應變傳感器，所述傳感器包含：?

施加在彈性織物基底上的、導電顆粒或纖維與彈性體基體的混合物。?

所述傳感器可具有50％的最大應變，具有2-500的應變靈敏度(計量因數)和至少100,000次循環的疲勞壽命。?

在第二方面，提供了制備織物應變傳感器的方法，所述方法包括：?

將導電顆粒或纖維與彈性體基體的混合物施加到彈性織物基底上。?

所述方法還可包括：?

清潔所述彈性織物基底；和?