纤维质量传感器制造技术

纤维质量传感器(S)包括第一对相互邻近的电极，第一对相互邻近的电极被布置用于接触纤维，以在电极之上生成第一电压，第一电压指示纤维的质量，第一对电极包括第一导电电极(l)和第一介电电极(D，2)，第一介电电极具有第一介电材料(D)，第一介电材料具有导电背衬(2)。纤维质量传感器(S)还可以包括第二对电极，第二对电极被布置用于接触纤维，以在电极之上生成第二电压，第二电压指示纤维的质量，第二对相互邻近的电极包括第二导电电极(l)和第二介电电极(D，2)，第二介电电极具有第二介电材料，第二介电材料具有导电背衬，其中在材料的摩擦电序列中，导电电极的材料被布置在第一和第二介电材料之间。纤维质量传感器(S)可以包括水平或垂直交替的第一对和第二对电极。第一对和/或第二对电极可以是倾斜的、歪斜的和/或Z字形的。纤维质量传感器(S)还可以包括用于电极对或者每对电极的放大器，放大器被耦合到电极对，并且具有超过1TΩ、且优选地为200TΩ的输入阻抗。纤维质量传感器(S)有利地应用于毛发护理设备中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维质量传感器
本专利技术涉及纤维质量传感器(诸如，毛发损伤传感器)，并且涉及包括这种毛发损伤传感器的毛发护理设备。
技术介绍
Bhushan在BiophysicsofHumanHair:Structural,Nanomechanical,andNanotribologicalStudies，pp.153-169(2010)中的第7章“SurfacePotentialStudiesofHumanHairUsingKelvinProbeMicroscopy”公开了与化学受损的毛发相比，原始的毛发具有更好的电荷迁移率，并且因此可以更加容易地耗散电荷。US6,518,765描述了使用摩擦电传感器阵列来测试远程环境的静电特性。确定材料的摩擦电特性的方法包括：选择多个绝缘体；同时将多个绝缘体抵靠材料进行摩擦；测量随着时间的推移，在多个绝缘体中的每个绝缘体上的电荷的幅度和极性的改变；以及响应于来自所述测量的结果来确定材料的摩擦电特性。绝缘材料可以被选择为使得它们的摩擦电特性覆盖期望的范围。US2003/226397描述了方向性耦合器传感器，用于测量基底(诸如，毛发)的含水量。传感器包含高频方向性耦合器，该高频方向性耦合器具有一对大致平行的板，该对大致平行的板限定其间的耦合间隙。高频信号生成器生成跨间隙的电磁场，其中基底跨耦合间隙被放置。耦合功率涉及基底的含水量。压力传感器被提供，以确保实现跨耦合间隙的基底的期望的紧凑性，从而获得准确、可靠和一致的结果。US2016/0028327描述了生产摩擦电生成器元件的方法，摩擦电生成器元件包括基于粗糙介电聚合物的材料，为了产生电荷，粗糙介电聚合物旨在放置成与另一材料相接触，该另一材料具有与介电聚合物材料的那些摩擦电特性不同的摩擦电特性，方法包括在支撑物上形成层，该层基于由给定的介电聚合物所形成的材料。US2016/0011233描述了用于测量纤维的静电荷的传感器，该传感器包括：绝缘的传感器手柄；金属传感器头，连接到传感器手柄；静电计和电容器，两者都在绝缘的传感器手柄内部(由此，隔离的手柄不与纤维直接接触，并且不产生电信号)；以及手柄上的显示器，并且其中在纤维与传感器头之间的接触期间所生成的静电荷从传感器头被传输到电容器，由连接到电容器的静电计测量，并且在显示器上示出。传感器头优选地是刷子或者梳子的形状，并且在梳理期间生成静电荷。测量纤维的静电(尤其是在梳理纤维时)是评估角质纤维状况的常用方法之一。一般来说，纤维上更多的静电引起纤维的更多飞离。更多受损的和/或卷曲的角质纤维可以引起梳理时更多的静电充电，这是因为梳理时在纤维之间的更多摩擦和/或去缠结。US6504375描述了静电电压计调制器，用于测量在静电电压计调制器和表面之间的静电场，静电电压计调制器包括屏蔽物、感测电极、以及被设置在屏蔽物和感测电极之间的层。
技术实现思路
除其他之外，本专利技术的一个目的是提供纤维质量传感器。本专利技术由独立权利要求所限定。在从属权利要求中限定有利的实施例。本专利技术的实施例提供具有自生成传感器信号的基于毛发的摩擦电传感器设备，用于检测毛发健康或者损伤，并且本专利技术的实施例特别地提供传感器设备，其测量和分析在利用毛发护理设备(诸如，矫直器)进行毛发处理期间的信号形状、毛发表面电势的幅度以及毛发表面放电(电荷保持/耗散)的速率。传感器技术是基于毛发纤维的静电和/或摩擦电表面充电特点的分析。具有自生成信号的基于毛发的感测技术向以下两者提供了潜力：独立消费者和/或专业设备以及集成到现有毛发造型设备(诸如，毛发矫直器、造型器)中的模块。基于毛发的传感器是基于但是不限于滑动摩擦电生成器，滑动摩擦电生成器用作测量电荷(电压或者表面电势改变)的传感器，电荷(电压或者表面电势改变)依赖于毛发的表面特性(形貌、化学)。传感器原理利用摩擦电效应、平面内电荷分离以及静电感应。毛发抵靠对应表面(例如，护理设备的对应表面)的摩擦导致电荷累积，并且特定传感器电极阵列中的电荷感应允许监测依赖于时间的和空间上的宏观放电行为，特定传感器电极阵列由导电和介电电极制成。电荷通过毛发和/或传感器特定的感应电极材料/配置而泄漏。该过程的速率依赖于毛发纤维的结构(表皮完整性、去除的表皮层的数量)和物理化学表面特性(脂质的存在、水分水平)。通过将电压特征与参考形状进行比较以及在时域和频域分析信号，可以评估和量化毛发受损的水平(如果校准曲线可用)，或者可以进行基线测量。从下文所描述的实施例，本专利技术的这些方面和其它方面将是明显的，并且将参照下文所描述的实施例来阐述本专利技术的这些方面和其它方面。附图说明图1图示了本专利技术的原理；图2示出根据本专利技术的毛发损伤传感器的第一实施例；图3示出根据本专利技术的用于毛发损伤感测/检测的(多个)交叉指型混合感应电极对实施例；图4A、图4B和图4C示出在毛发矫直器板上的不同电极布置，以补偿角度偏差和毛发尖端处的毛发长度差异；以及图5、图6A和图6B示出根据本专利技术的用于纤维质量传感器中的电极配置的示例。具体实施方式本专利技术的实施例提供具有自生成传感器信号的基于毛发的摩擦电传感器，用于检测毛发健康或者损伤。特别地，实施例提供传感器设备，其测量和分析在利用毛发护理设备(诸如，矫直器)进行毛发处理期间的信号形状、毛发表面电势的幅度以及毛发表面放电(电荷保持/耗散)的速率。传感器是基于基于毛发的滑动摩擦电生成器，基于毛发的滑动摩擦电生成器用于响应于毛发护理设备在毛发之上的移动而生成电荷；并且该基于毛发的摩擦电生成器被用作传感器，以用于测量依赖于表面特性(形貌、化学)的参数，传感器信号是由摩擦电生成器所生成的电荷(电压)。传感器原理利用摩擦电效应、平面内电荷分离以及静电感应。毛发抵靠对应表面(例如，毛发护理设备的对应表面)的摩擦导致电荷累积，并且特定传感器电极阵列中的电荷感应允许监测依赖于时间的和空间上的宏观放电行为，特定传感器电极阵列由导电和介电电极制成。电荷通过毛发和/或传感器特定的感应电极材料/配置而泄漏。该过程的速率依赖于毛发纤维的结构(表皮完整性、去除的表皮层的数量)和物理化学表面特性(脂质的存在、水分水平)。通过将电压特征与参考形状进行比较以及在时域和频域分析信号，可以评估和量化毛发受损的水平(如果校准曲线可用)，或者可以进行基线测量。图1示出金色毛发在本专利技术的特定电极配置对象之上的单向行程期间所测量的，相对于时间(以秒为单位)的未经处理的毛发UH和漂白的毛发BH(使用市售的化学漂白产品)的摩擦电毛发表面电势改变(以伏特为单位)。与未漂白的毛发UH相比，曲线BH示出：漂白的毛发可以累积更多的表面电荷(更高的峰-峰电压Vpp：18V相对于10V)，但是电荷确实泄漏得更快，并且泄漏到更大的程度(饱和电压：-40V相对于-10V)。针对未漂白毛发的曲线UH示出电势的增加(第二峰大于第一峰)，然而，针对漂白毛发BH，第二峰低于第一峰和/或第二峰与第一峰一样高的事实指示电荷泄漏更快。漂白毛发BH的最小值也低于未漂白毛发UH的最小值，指示更大的泄漏速率。尽管两个连续峰的前沿的阶跃振幅比率相似(对于漂白毛发BH为12V/18V，对于未漂白毛发UH为5V/8V)，并且可能与电极的(几何)特性有关，但是两个连续峰的绝对峰高比率给出关于毛发的泄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感测纤维(H)的质量的纤维质量传感器(S)，所述纤维质量传感器(S)包括第一对相互邻近的电极，所述第一对相互邻近的电极被布置用于接触所述纤维(H)，以在所述电极之上生成第一电压，所述第一电压指示所述纤维(H)的所述质量，所述第一对电极包括：第一导电电极(l，Cu)，以及第一介电电极(D，2)，所述第一介电电极(D，2)具有第一介电材料(D，FEP)，所述第一介电材料(D，FEP)具有导电背衬(2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.08 EP 16164516.31.一种用于感测纤维(H)的质量的纤维质量传感器(S)，所述纤维质量传感器(S)包括第一对相互邻近的电极，所述第一对相互邻近的电极被布置用于接触所述纤维(H)，以在所述电极之上生成第一电压，所述第一电压指示所述纤维(H)的所述质量，所述第一对电极包括：第一导电电极(l，Cu)，以及第一介电电极(D，2)，所述第一介电电极(D，2)具有第一介电材料(D，FEP)，所述第一介电材料(D，FEP)具有导电背衬(2)。2.根据权利要求1所述的纤维质量传感器(S)，所述纤维质量传感器还包括第二对相互邻近的电极，所述第二对相互邻近的电极被布置用于接触所述纤维(H)，以在所述电极之上生成第二电压，所述第二电压指示所述纤维(H)的所述质量，所述第二对电极包括：第二导电电极(l，Cu)，以及第二介电电极(D，2)，所述第二介电电极(D，2)具有第二介电材料(PU)，所述第二介电材料(PU)具有导电背衬，其中在材料的摩擦电序列中，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·C·格哈特，S·阿斯瓦迪，M·M·J·范利罗普，N·F·乔伊，M·T·约翰森，M·奥沃克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL