水滴傳感器織物及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種織物及其生產(chǎn)方法，特別是一種水滴傳感器織物及其生產(chǎn)方法， 屬于紡織技術(shù)與傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市場(chǎng)上已有一些小型水滴傳感器，可應(yīng)用于智能窗簾、汽車雨刷器W及其他 需要檢測(cè)有無(wú)水滴的場(chǎng)合。運(yùn)類水滴傳感器一般是在一塊微小電路板上鍛上兩個(gè)柵狀電極 而成，利用水的導(dǎo)電性工作，其性能穩(wěn)定，能滿足一般場(chǎng)合使用要求。但運(yùn)類水滴傳感器的 缺點(diǎn)也很明顯：只能實(shí)現(xiàn)小面積、固定位置的檢測(cè)，對(duì)于一些重要場(chǎng)合并不適用。如現(xiàn)代化 的機(jī)房由于集中裝有眾多服務(wù)器、工作站等重要信息設(shè)備，需要對(duì)溫度和濕度嚴(yán)格控制，大 多數(shù)機(jī)房裝有精密空調(diào)系統(tǒng)。此時(shí)，防水的對(duì)象是位置并不確定的凝結(jié)水，非大面積檢測(cè)不 能實(shí)現(xiàn)。再如，醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)，需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)危重病人的血液外滲或排汗排尿情況，不但需要 大面積的水滴傳感器，還需要其是柔性的。
[0003] 為此，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了一些新型基于紡織品的水滴傳感器。專利"基于分壓補(bǔ)償?shù)膫?感電纜泄漏檢測(cè)精確定位方法"（申請(qǐng)?zhí)?01210285876.6)提及了一種纜繩狀水滴傳感器， 遇水后纜繩上的填充物質(zhì)發(fā)生膨脹變形，接通纜繩上的兩根導(dǎo)電線，從而感應(yīng)出液態(tài)水的 存在。運(yùn)種傳感器纜繩雖然是柔性的，但缺點(diǎn)是不能大面積使用。專利"濕度傳感器及其管 理系統(tǒng)"（申請(qǐng)?zhí)?00880012439.9)提供一種濕度傳感器，包括兩個(gè)電極板和處于其間的用 于吸收濕氣的吸收層等，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)所述電極板之間的電容變化和電阻變化而測(cè)量濕 度，其一個(gè)或兩個(gè)電極板可W是織物，但運(yùn)里織物主要充當(dāng)兩塊極板，中間還有吸收層，造 成傳感器有一定厚度，不利其大面積使用。專利"具有濕度傳感器的針織品"（申請(qǐng)?zhí)?201010610780.3)提供一種具有濕度傳感器的針織品，采取柵狀電極結(jié)構(gòu)，利用紗線遇水導(dǎo) 電性變化來(lái)檢測(cè)有無(wú)水滴。運(yùn)種水滴傳感器織物采用針織結(jié)構(gòu)，適合作內(nèi)衣，由于針織物的 保形性、牢固性較差，不適合工業(yè)場(chǎng)合使用。
[0004] 因此，研究制作一種牢固可靠、反應(yīng)迅速、使用方便的傳感器織物，可用于大到機(jī) 房、倉(cāng)庫(kù)凝結(jié)水、漏水的檢測(cè)，小到嬰兒、病人血液外滲、汗液尿液檢測(cè)，市場(chǎng)前景廣泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種水滴傳感器織 物及其生產(chǎn)方法。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:經(jīng)紗采用不導(dǎo)電化纖復(fù)絲和導(dǎo)電絲兩種紗線，導(dǎo)電絲 布置在左右兩側(cè)布邊位置，不導(dǎo)電化纖復(fù)絲布置在布身；締紗采用不導(dǎo)電化纖復(fù)絲和導(dǎo)電 復(fù)絲兩種紗線，不導(dǎo)電化纖復(fù)絲作為主要紗線與兩種經(jīng)紗交織形成織物主體，導(dǎo)電復(fù)絲作 為功能紗線，沿經(jīng)紗方向間隔一定距離布置，且交替的在接近左右側(cè)布邊處斷開一定距離。
[0007] 為了獲得上述水滴傳感器織物，本發(fā)明提供了一種對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)方法，其包括W下 步驟： (1)加放襯墊紗:整經(jīng)時(shí)或上機(jī)時(shí)加放襯墊紗，襯墊紗加放的位置在于左右兩側(cè)需要 締紗需要斷開處。
[0008] (2)穿綜與穿箱：左右兩側(cè)的襯墊紗各穿入單獨(dú)的一片綜框，但穿箱時(shí)不單獨(dú)占 用一個(gè)箱齒，而與該位置鄰近的經(jīng)紗穿入同一箱。
[0009] (3)織造:織入不導(dǎo)電締紗時(shí)，經(jīng)締紗按照平紋組織交織，但襯墊紗始終位于運(yùn)些 締紗上面，亦即浮于織物表面;織入導(dǎo)電締紗時(shí)，左或右一側(cè)不需要斷開的締紗仍按照平紋 組織規(guī)律與經(jīng)紗交織，同時(shí)該側(cè)襯墊紗仍位于締紗上面，另一側(cè)需要斷開的那部分締紗連 續(xù)浮于經(jīng)紗上面，形成小段締浮長(zhǎng)，此時(shí)襯墊紗位于該部分締紗下面。 (4)剪紗:織造完成下機(jī)后，沿著左右襯墊紗并提起它，再剪去壓在它上面的那部分連 續(xù)浮于經(jīng)紗上面的導(dǎo)電締紗。
[0010] 對(duì)于本發(fā)明提供的水滴傳感器織物，考慮到水滴落于布面時(shí)形成的浸潤(rùn)面大小， 并從節(jié)省材料起見，本發(fā)明中導(dǎo)電締紗沿經(jīng)紗方向間隔布置時(shí)，彼此間距離優(yōu)選為2~ 10mm〇
[0011] 對(duì)于本發(fā)明提供的水滴傳感器織物，為不破壞織物的結(jié)構(gòu)和不增加剪紗的難度起 見，本發(fā)明中，導(dǎo)電締紗在接近一側(cè)布邊處斷開的距離優(yōu)選為1~5mm。 對(duì)于本發(fā)明提供的水滴傳感器織物，導(dǎo)電締紗的主要作用是充分與經(jīng)紗接觸并傳導(dǎo)電 流，是不良導(dǎo)電體對(duì)良好導(dǎo)電體的接觸。因此，本發(fā)明中的導(dǎo)電締紗采用的導(dǎo)電復(fù)絲為鍛有 金屬的化纖復(fù)絲或多股金屬絲。
[0012] 對(duì)于本發(fā)明提供的水滴傳感器織物，導(dǎo)電經(jīng)紗的主要作用是與導(dǎo)電締紗接觸并傳 導(dǎo)電流，是良好導(dǎo)電體對(duì)良好導(dǎo)電體的接觸。因此，本發(fā)明中，經(jīng)紗采用的導(dǎo)電絲優(yōu)選為鍛 有金屬的化纖復(fù)絲、鍛有金屬的化纖單絲、多股金屬絲、單股金屬絲中的一種或其與普通紗 線并搶而成的包纏紗。 本發(fā)明所述水滴傳感器織物使用時(shí)，只要用普通的鱷魚夾夾住兩側(cè)布邊，通上低壓電 即可。正常狀態(tài)下，兩側(cè)布邊不導(dǎo)通；當(dāng)水滴滴落或沾附于織物布身時(shí)，水的導(dǎo)電性將使得 相鄰的導(dǎo)電締紗導(dǎo)通，兩側(cè)布邊彼此間也隨之導(dǎo)通。
[0013] 采用本發(fā)明的有益之處是:首先，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了大面積、水滴少且位置不確定情況 下的檢測(cè);其次，本發(fā)明具備織物的柔性，能適應(yīng)各種不同形狀和環(huán)境;再次，本發(fā)明反應(yīng)迅 速、牢固可靠。本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法能在現(xiàn)有織機(jī)上織造，且剪紗方便，適合規(guī)模化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015] 圖1是本發(fā)明水滴傳感器織物的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明水滴傳感器織物的生產(chǎn)時(shí)未剪紗時(shí)半成品的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3和圖4是本發(fā)明水滴傳感器織物的生產(chǎn)時(shí)未剪紗時(shí)半成品的不同位置的剖視 圖。
[001引圖5是本發(fā)明水滴傳感器織物的生產(chǎn)時(shí)的上機(jī)圖，其中"2Xn"的"2"及指代圖1~4 中的對(duì)應(yīng)紗線，"X η"意為其循環(huán)次數(shù)，"1 Xm"類同。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 圖1中，水滴傳感器織物由不導(dǎo)電經(jīng)紗1、導(dǎo)電經(jīng)紗2、不導(dǎo)電締紗3和導(dǎo)電締紗4組 成，導(dǎo)電經(jīng)紗2布置在左右兩側(cè)布邊位置，不導(dǎo)電經(jīng)紗1布置在布身;不導(dǎo)電締紗3作為主要 紗線與兩種經(jīng)紗交織形成織物主體，導(dǎo)電締紗4作為功能紗線，沿經(jīng)紗方向間隔一定距離布 置，且交替的在接近左右側(cè)布邊處斷開一定距離，從而形成柵狀電極。 圖1展示了水滴傳感器織物的基本結(jié)構(gòu)與原理，但紡織紗線種類眾多，不導(dǎo)電紗線和導(dǎo) 電紗線究竟采用何種紗線才能使其性能可靠、反應(yīng)迅速，則需結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)選。
[0020] 首先需要選取合適的不導(dǎo)電紗線。目前傳統(tǒng)紗線如棉毛絲麻和各式常用化纖均為 不導(dǎo)電紗線，運(yùn)種情況下選擇紗線的主要因素是吸水后的導(dǎo)電性W及吸水的快慢，次要因 素是成本。為此，本發(fā)明實(shí)施時(shí)比較了化纖復(fù)絲和純棉單紗兩種紗線遇水的導(dǎo)電性，實(shí)驗(yàn)方 法是采用萬(wàn)用表測(cè)試1cm長(zhǎng)兩種紗線遇水后的導(dǎo)電性，其中化纖復(fù)絲采用75D/48F的涂絕網(wǎng) 絡(luò)絲，棉紗為C40S純棉紗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1和表2所示。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，雖然常態(tài)下涂絕網(wǎng)絡(luò) 絲的電阻大于純棉紗，但遇水后涂絕網(wǎng)絡(luò)絲的電阻小于純棉紗，即遇水后的涂絕網(wǎng)絡(luò)絲導(dǎo) 電性優(yōu)于純棉紗。
[0021 ] 表1涂絕網(wǎng)絡(luò)絲遇水電阻變化情況(單位:ΜΩ )
此外，考慮到傳感器應(yīng)具有較快的響應(yīng)速度，本發(fā)明還通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了不同紗線及其 形成織物吸水的快慢。實(shí)驗(yàn)對(duì)象仍為上述的涂絕網(wǎng)絡(luò)絲與純棉紗，實(shí)驗(yàn)方法是滴管滴下有 色墨水后進(jìn)行觀察，結(jié)果證實(shí)吸水速度上涂絕網(wǎng)絡(luò)絲快于純棉紗。實(shí)驗(yàn)繼續(xù)比較了同種情 況下，經(jīng)締均為涂絕網(wǎng)絡(luò)絲、經(jīng)為純棉紗締為涂絕網(wǎng)絡(luò)絲、經(jīng)締均為純棉紗Ξ種織物的吸水 速度，結(jié)果為:經(jīng)締均為涂絕網(wǎng)絡(luò)絲 > 經(jīng)為純棉紗締為涂絕網(wǎng)絡(luò)絲 >經(jīng)締均為純棉紗。實(shí)驗(yàn) 還發(fā)現(xiàn)經(jīng)紗為純棉紗締紗為涂絕網(wǎng)絡(luò)絲吸水后印跡為扁平形，其他二者為圓形，更印證了 吸水速度上涂絕網(wǎng)絡(luò)絲快于純棉紗。究其原因，雖然棉纖維吸濕性優(yōu)于涂絕，但是棉紗是棉 纖維加搶而來(lái)的，結(jié)構(gòu)緊密，液態(tài)水難W進(jìn)入，而涂絕網(wǎng)絡(luò)絲是多股涂絕長(zhǎng)絲并合在一起， 結(jié)構(gòu)疏松，遇液態(tài)水容易形成