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可穿戴设备新材料 检测漏液的纱线与极细位移传感器

2016-03-08 10:03
潇纵
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  作为物联网的一部分,在服装、鞋靴和眼镜上附加传感功能和显示功能等的可穿戴终端越来越多。除了在现有产品上安装传感器和布线外,包括为面料增加功能、使配线具有弹性在内,材料方面的技术开发也在不断推进。下面就让我们一同来探索可穿戴材料的最新动态。

  随着人们对可穿戴终端的关注不断提升,相关材料的技术开发也在突飞猛进。在2016年1月13~15日举行的“可穿戴设备博览会”上,有关纤维、纱线、面料等材料高机能化的展示,与头戴式显示器(HMD)等硬件一样受到了相同甚至更高的关注。这些材料并不是现有材料与部件的组合,而是通过为材料赋予新的功能,为可穿戴终端开辟了新的可能性。

  监控并检测漏液的纱线

  POSH WELLNESS LABORATORY(总部:东京)开发出了适用于多种液体、能够检测漏液的纱线及其制成的漏液检测系统。设想的应用范围包括检测血液、尿液渗漏的医疗护理领域,以及检测排水、药品渗漏的工业领域等。该系统的一大特点是不只能够检测漏液的有无,还能区分汗液、血液,判别液体的种类。

  在绷带中缝入了同轴导电纱线。根据电阻的变化,可以判断与绷带接触的液体的种类。

  这种纱线自内而外按照导电体、绝缘体、导电体和棉的顺序,组成了四层同轴结构。中心及其他各层均为线材,按照在内层上螺旋缠绕的方法叠加。这种结构,使得纱线在遭到液体浸泡时,会透过螺旋的缝隙渗入,导电体与导电体之间将充满液体,电阻值随之发生变化。

  当然,检测漏液依靠的不只是纱线,还需要连接主机,监控纱线的通电状态。在通入交流电后,根据频率改变时的电阻,可以判断出液体的种类。

  纱线顶端与电路的连接方法也需要改进。与天线等同轴电缆不同,纱线的顶端不能安装连接器。这是因为纱线的长度需要根据用途截取。

  为此,该公司开发出了从纱线的侧面插入,与2个导电体连接的器具。该器具有3根针状端子,左右2根插入外侧导电体,中间1根插入内侧导电体。中间1根虽然会穿透外侧导电体,但在接触的部位覆盖了绝缘体。

  因为纱线本身的弹性不大,所以应用于医疗用途时,需要在绷带的中央部分沿Z字形缝制。这样可以承受一定程度的伸缩。

  能用针缝的极细位移传感器

  雅马哈正在研发能够像橡胶一样伸缩的位移(应变)传感器。传感器由碳纳米管(CNT)同向排列的纤维浸泡含氟弹性体制成,根据拉伸时CNT之间的间隙扩大、电阻值增加的现象,可以测定出位移。设想用于测量人体动作的运动传感等用途,还备有评测工具包。

  举例来说,安装这种传感器,可以实现掌握手指动作的数据手套。这种传感器过去是以带状的形态供应,这次参考展出了细到能够穿过针孔的纱线状传感器“Stretchablefiber sensor”。使用纱线状传感器取代带状传感器,传感器可以直接缝制在手套上。而且,因为可以缩短传感器本身的长度,所以还有望实现更细部的检测,提高检测位移的精度。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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