一种可洗透气可穿戴驻极体传感器及水洗方法技术

本发明专利技术涉及一种可洗透气可穿戴驻极体传感器及水洗方法，属于微型传感器领域，该传感器包括下纺织电极、驻极体织物、网纱垫片和上纺织电极；所述的下纺织电极的上表面与驻极体织物的下表面紧密接触；所述的上纺织电极位于驻极体织物的上方，且通过网纱垫片与驻极体织物间隔设置，使得上纺织电极与驻极体织物之间形成空气间隙，纺织电极、驻极体织物和上纺织电极均具有很好的透气性。采用高压水冲洗进行水驻极，驻极体传感器中的驻极体织物与高压水流之间发生摩擦带电，待干燥处理后，水分蒸发，电荷保留在驻极体织物上，完成对驻极体织物的充电。传感器不会因为水洗而导致电荷衰减，能够有效地提高传感器的使用时长，增加重复使用的次数。的次数。的次数。

【技术实现步骤摘要】
一种可洗透气可穿戴驻极体传感器及水洗方法


[0001]本专利技术属于微型传感器领域，尤其涉及一种可洗透气可穿戴驻极体传感器及水洗方法。

技术介绍

[0002]驻极体传感器基于具有准永久电场的驻极体材料和静电感应的工作机制，能感受被测量的信息，并能将感受的信息按照一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。柔性传感器因其具有可变形特性，灵活性较强，被广泛应用于可穿戴智能设备，例如用于呼吸监测、人体运动识别、声音检测、心脏监测等。
[0003]公开号为CN113740621A的专利技术专利申请公开了一种驻极体式微型电场传感器，该驻极体式微型电场传感器包括：振动薄膜，所述振动薄膜包括：导电薄膜以及驻极体薄膜，驻极体薄膜形成于所述导电薄膜的一侧表面；以及检测电极，与所述导电薄膜构成电容。
[0004]然而，现有的驻极体传感器主要基于不透气的薄膜结构，且变形能力较差。在水洗后，储存在驻极体材料中的电荷会发生严重衰减，这极大地限制了设备的长期使用和重复使用，由此可见，不可水洗是现有驻极体传感器面临的另一大问题，尽管已经提出了一些在恶劣环境下具有优异表面电位稳定性的驻极体材料，但它们主要是依靠不透气的薄膜结构来保护材料内部储存的电荷，因此，这类驻极体材料的透气性能将会更差；这种不透气的薄膜驻极体传感器直接应用于人体皮肤时，会给使用者带来不适，甚至引起炎症。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种可洗透气可穿戴驻极体传感器及水洗方法，以解决现有的可穿戴驻极体传感器不透气、不可水洗等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]本专利技术涉及一种可洗透气可穿戴驻极体传感器，其包括下纺织电极、驻极体织物、网纱垫片和上纺织电极；所述的下纺织电极的上表面与驻极体织物的下表面紧密接触；所述的上纺织电极位于驻极体织物的上方，且通过网纱垫片与驻极体织物间隔设置，使得上纺织电极与驻极体织物之间形成空气间隙。
[0008]优选地，所述的下纺织电极和上纺织电极均采用银纤维面料。银纤维面料柔性好，透气性好，能抗菌除臭。
[0009]优选地，所述的驻极体织物采用熔喷聚丙烯驻极体织物，所述网纱垫片为聚酯纤维网纱垫片。
[0010]优选地，所述的下纺织电极、驻极体织物、网纱垫片和上纺织电极的外沿齐平，下纺织电极与驻极体织物之间、驻极体织物与网纱垫片之间、网纱垫片与上纺织电极之间的四周边沿均通过双面胶粘结或通过缝合的方式连接。
[0011]优选地，所述的下纺织电极和上纺织电极处均连接有导线。
[0012]本专利技术还涉及一种可洗透气可穿戴驻极体传感器的水洗方法：水洗过程中，采用高压水冲洗进行水驻极，驻极体传感器中的驻极体织物与高压水流之间发生摩擦带电，待干燥处理后，水分蒸发，电荷保留在驻极体织物上，完成对驻极体织物的充电。
[0013]优选地，所使用的水为25℃水温下的电导率为0.055～125μS/cm的水，水温为0～50℃，水压为0.5～10Mpa。
[0014]优选地，所述的水洗的过程中，所使用的水在25℃水温下的电导率为0.055～1μS/cm，水压为3～6Mpa，水温为0～30℃。
[0015]优选地，所述的传感器水洗完成后，对传感器进行干燥处理，干燥时间为1～5h，干燥环境温度为20～90℃，干燥环境相对湿度为30～80％。
[0016]优选地，所述的干燥的时间为3～5h，干燥环境温度为20～30℃，干燥环境相对湿度为30～50％。
[0017]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0018]1.本专利技术的上、下电极采用上纺织电极和下纺织电极，上纺织电极和下纺织电极的变形能力强，通过网纱垫片与驻极体织物间隔设置，使得上纺织电极与驻极体织物之间形成空气间隙，对传感器表面施加压力，该压力会使上纺织电极和下纺织电极产生较大的变形，进而改变传感器内部空气间隙的大小，即改变电容，引起两个电极之间的电势不平衡，在外部电路中将产生电信号，实现机电信号转换；
[0019]2.本专利技术的驻极体传感器可采用高压水冲洗的方式清洗，水洗的同时进行水驻极，驻极体传感器中的驻极体织物因与高压水流发生摩擦带电，待干燥处理后，水分蒸发，电荷保留在驻极体织物上，完成对驻极体织物的充电。因此传感器不会因为水洗而导致电荷衰减，能够有效地提高传感器的使用时长，增加重复使用的次数；
[0020]3.本专利技术涉及的可洗透气可穿戴驻极体传感器的上、下电极采用上纺织电极和下纺织电极，上纺织电极和下纺织电极具备很好的透气性，因此，直接应用于人体皮肤也不会给使用者带来不适，提高了穿戴设备的舒适性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术涉及的可洗透气可穿戴驻极体传感器的机电信号转换过程(初始状态)；
[0022]图2是本专利技术涉及的可洗透气可穿戴驻极体传感器机电信号转换过程(压缩状态)；
[0023]图3是本专利技术涉及的可洗透气可穿戴驻极体传感器机电信号转换过程(松开状态)；
[0024]图4是在1.5Hz的测试频率下，传感器在不同压力下的峰值输出电压；
[0025]图5是在100Pa的施加压力和2Hz的测试频率下，传感器连续工作超过36,000个工作循环的输出电压。
[0026]图6是传感器及其组成部件的的透气性统计图；
[0027]图7是驻极体织物多次水洗后的表面电位变化；
[0028]图8是传感器多次水洗后的输出电压变化；
[0029]图9是不同呼吸状态下记录的传感器的输出电压；
[0030]图10是本专利技术水洗过程中进行水驻极的过程示意图；
[0031]图中：1
‑
下纺织电极，2
‑
驻极体织物，3
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网纱垫片，4
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上纺织电极，5
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空气间隙，6
‑
导线。
具体实施方式
[0032]为进一步了解本专利技术的内容，结合实施例对本专利技术作详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0033]参照附图1所示，本专利技术涉及一种可洗透气可穿戴驻极体传感器，包括下纺织电极1、驻极体织物2、网纱垫片3和上纺织电极4。所述的下纺织电极1的上表面与驻极体织物2的下表面紧密接触，上纺织电极4位于驻极体织物1的上方，且通过网纱垫片3与驻极体织物2间隔设置，使得上纺织电极4与驻极体织物2之间形成空气间隙。下纺织电极1、驻极体织物2、网纱垫片3和上纺织电极4的外沿齐平，下纺织电极1与驻极体织物2之间、驻极体织物2与网纱垫片3之间、网纱垫片3与上纺织电极4之间的四周边沿均通过双面胶粘结。
[0034]上述的下纺织电极1和上纺织电极4均采用银纤维面料；上述的驻极体织物2采用熔喷聚丙烯驻极体织物；下纺织电极1和上纺织电极4处均连接有导线6。
[0035]上述可洗透气可穿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可洗透气可穿戴驻极体传感器，其特征在于：其包括下纺织电极、驻极体织物、网纱垫片和上纺织电极；所述的下纺织电极的上表面与驻极体织物的下表面紧密接触；所述的上纺织电极位于驻极体织物的上方，且通过网纱垫片与驻极体织物间隔设置，使得上纺织电极与驻极体织物之间形成空气间隙。2.根据权利要求1所述的可洗透气可穿戴驻极体传感器，其特征在于：所述的下纺织电极和上纺织电极均采用银纤维面料。3.根据权利要求1或2所述的可洗透气可穿戴驻极体传感器，其特征在于：所述的驻极体织物采用熔喷聚丙烯驻极体织物，所述网纱垫片为聚酯纤维网纱垫片。4.根据权利要求1所述的可洗透气可穿戴驻极体传感器，其特征在于：所述的下纺织电极、驻极体织物、网纱垫片和上纺织电极的外沿齐平，下纺织电极与驻极体织物之间、驻极体织物与网纱垫片之间、网纱垫片与上纺织电极之间的四周边沿均通过双面胶粘结或通过缝合的方式连接。5.根据权利要求1所述的可洗透气可穿戴驻极体传感器，其特征在于：所述的下纺织电极和上纺织电极处均连接有导线。6.一种权利要求1所述的可洗透气可穿戴驻极体传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑锋，陈钢进，钟俊文，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学信息工程学院，
类型：发明
国别省市：