智能型柔性傳感器的導電性與響應性能研究.pdf

1、隨著科學技術的進步，特別是微電子技術和信息技術的迅猛發(fā)展，智能紡織品成為紡織前沿技術領域的熱點研究課題，它將微電子、信息、計算機等技術融合到紡織品中，通常包含傳感器、驅動單元和控制單元三部分，能按照不同的要求實時地采集信號，并能對信號做出相應處理及反饋。目前驅動和控制單元通常是由微電子和電腦芯片等技術比較成熟硬件控制的，而傳感器作為比較核心的部件正是智能紡織品實現智能化和舒適化要解決的關鍵問題。智能紡織品是21世紀新時尚哲學的基礎，用于

2、電子電工、醫(yī)療保健或軍用紡織品的發(fā)展，成為開啟未來時尚之門的一把鑰匙，作為“第二皮膚”的生物紡織品或智能紡織品將會有非常好的市場前景。
　　 本課題在國內外對智能導電紡織品研究理論的基礎上，針對當前化學氣相沉積法存在的缺點進行研究改進，采用自行設計的發(fā)生裝置在低溫低壓條件下制備具有良好拉伸響應能力的聚吡咯導電織物，成功地解決了阻礙智能導電紡織品迅速發(fā)展的聚合時間長、效率低、能耗高的問題。通過設計正交試驗方法，利用自行設計改裝的拉

3、伸裝置分別測試導電織物的靜態(tài)表面比電阻和動態(tài)表面比電阻，探索了氧化劑濃度、摻雜劑濃度、聚合溫度、聚合時間等因素對制得的導電織物的導電性能、拉伸響應靈敏度和穩(wěn)定性的影響的顯著性，最終得出了制備具有良好響應性和穩(wěn)定性導電織物的最佳工藝參數組合。
　　 選用目前已形成工業(yè)化生產的兩種異形截面纖維和常規(guī)聚酯纖維與氨綸長絲織成的三組緯編彈力針織物和滌綸／氨綸的機織物作為基布，經化學氣相沉積法在低溫低壓條件下制備具有拉伸響應能力的聚吡咯導電

4、織物，通過詳細分析其在導電性能、拉伸響應靈敏度和穩(wěn)定性上的差異分別探討了基布原料和組織結構與導電性能、拉伸響應靈敏度和穩(wěn)定性的關系，為制備良好智能型柔性傳感器的基布的選擇提供了可靠的理論依據。
　　 本課題在系統(tǒng)分析了針織物多種受拉伸理論后，將導電織物制成的柔性拉伸傳感部件，結合拉伸裝置、測量電路、單片機、計算機及計算機軟件平臺(VB和C語言)搭建了織物拉伸感應的在線顯示報警系統(tǒng)。經測試可知，所設計的數據采集系統(tǒng)能較準確地采集到

5、拉伸時織物表面比電阻的變化數據，實時動態(tài)地模擬了織物受拉情況，達到了預定的目標，成功地用導電織物搭建了良好的拉伸-電信號響應監(jiān)測和報警系統(tǒng)。
　　 數據采集系統(tǒng)中，本課題應用高性能ATmega169V單片機對數據進行處理，代替?zhèn)鹘y(tǒng)采集系統(tǒng)中的數據處理、微處理器和輸出接口三部分，能夠滿足所需數據處理的要求，且結構大大簡化；通過設定芯片內部程序及外圍電路，應用MAX232芯片與電腦串口相連，可將采集數據直接顯示在電腦上。在拉伸感應報