可穿戴設備新材料 檢測漏液的紗線(xiàn)與極細位移傳感器

來(lái)源：日經(jīng)技術(shù)在線(xiàn)   發(fā)布于：2016-8-23 10:59:35    瀏覽：6023

    隨著(zhù)人們對可穿戴終端的關(guān)注不斷提升，相關(guān)材料的技術(shù)開(kāi)發(fā)也在突飛猛進(jìn)。在2016年1月13～15日舉行的“可穿戴設備博覽會(huì )”上，有關(guān)纖維、紗 線(xiàn)、面料等材料高機能化的展示，與頭戴式顯示器（HMD）等硬件一樣受到了相同甚至更高的關(guān)注。這些材料并不是現有材料與部件的組合，而是通過(guò)為材料賦予 新的功能，為可穿戴終端開(kāi)辟了新的可能性。

　　監控并檢測漏液的紗線(xiàn)

　　POSH WELLNESS LABORATORY（總部：東京）開(kāi)發(fā)出了適用于多種液體、能夠檢測漏液的紗線(xiàn)及其制成的漏液檢測系統。設想的應用范圍包括檢測血液、尿液滲漏的醫療護 理領(lǐng)域，以及檢測排水、藥品滲漏的工業(yè)領(lǐng)域等。該系統的一大特點(diǎn)是不只能夠檢測漏液的有無(wú)，還能區分汗液、血液，判別液體的種類(lèi)。

　　在繃帶中縫入了同軸導電紗線(xiàn)。根據電阻的變化，可以判斷與繃帶接觸的液體的種類(lèi)。

　　這種紗線(xiàn)自?xún)榷獍凑諏щ婓w、絕緣體、導電體和棉的順序，組成了四層同軸結構。中心及其他各層均為線(xiàn)材，按照在內層上螺旋纏繞的方法疊加。這種結構，使得紗線(xiàn)在遭到液體浸泡時(shí)，會(huì )透過(guò)螺旋的縫隙滲入，導電體與導電體之間將充滿(mǎn)液體，電阻值隨之發(fā)生變化。

　　當然，檢測漏液依靠的不只是紗線(xiàn)，還需要連接主機，監控紗線(xiàn)的通電狀態(tài)。在通入交流電后，根據頻率改變時(shí)的電阻，可以判斷出液體的種類(lèi)。

　　紗線(xiàn)頂端與電路的連接方法也需要改進(jìn)。與天線(xiàn)等同軸電纜不同，紗線(xiàn)的頂端不能安裝連接器。這是因為紗線(xiàn)的長(cháng)度需要根據用途截取。

　　為此，該公司開(kāi)發(fā)出了從紗線(xiàn)的側面插入，與2個(gè)導電體連接的器具。該器具有3根針狀端子，左右2根插入外側導電體，中間1根插入內側導電體。中間1根雖然會(huì )穿透外側導電體，但在接觸的部位覆蓋了絕緣體。

　　因為紗線(xiàn)本身的彈性不大，所以應用于醫療用途時(shí)，需要在繃帶的中央部分沿Z字形縫制。這樣可以承受一定程度的伸縮。

　　能用針縫的極細位移傳感器

　　雅馬哈正在研發(fā)能夠像橡膠一樣伸縮的位移（應變）傳感器。傳感器由碳納米管（CNT）同向排列的纖維浸泡含氟彈性體制成，根據拉伸時(shí)CNT之間的間隙擴大、電阻值增加的現象，可以測定出位移。設想用于測量人體動(dòng)作的運動(dòng)傳感等用途，還備有評測工具包。

　舉例來(lái)說(shuō)，安裝這種傳感器，可以實(shí)現掌握手指動(dòng)作的數據手套。這種傳感器過(guò)去是以帶狀的形態(tài)供應，這次參考展出了細到能夠穿過(guò)針孔的紗線(xiàn)狀傳感器 “Stretchablefiber sensor”。使用紗線(xiàn)狀傳感器取代帶狀傳感器，傳感器可以直接縫制在手套上。而且，因為可以縮短傳感器本身的長(cháng)度，所以還有望實(shí)現更細部的檢測，提高 檢測位移的精度。

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