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包覆度对包覆纱应变传感器基本传感性能的影响

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上海纺织科技 2018年第12期46卷 33-38页

作者：周淑雯权颖楠辛敏杰李佳琳胡吉永杨旭东东华大学高性能纤维及制品教育部重点实验室(B类)

弹性包覆纱具有螺旋包缠结构,在纱线应变传感器的设计中得到了广泛应用。但是,目前还没有关于包覆纱结构参数与其传感性能之间关系的研究。针对包覆纱的结构参数——包覆度和包覆纤维结构,分别制作了包覆度20~40捻/cm的单层和双层包覆纱... 详细信息

弹性包覆纱具有螺旋包缠结构,在纱线应变传感器的设计中得到了广泛应用。但是,目前还没有关于包覆纱结构参数与其传感性能之间关系的研究。针对包覆纱的结构参数——包覆度和包覆纤维结构,分别制作了包覆度20~40捻/cm的单层和双层包覆纱线,并进行聚吡咯原位聚合形成导电纱,通过测试在拉伸应变下的电阻响应,评价其作为传感器的灵敏性、敏感阈值和重复稳定性。试验结果显示:包覆纱应变传感器的电阻响应随包覆度不同而变化,灵敏性在包覆度为40捻/cm时最好,能检测应变低至0.5%的拉伸运动;单层包覆结构传感器的包覆度越小,重复稳定性越好,而双层包覆结构正好相反。

关键词：传感器包覆度包覆纱传感性能应变电阻

包覆度对包缠纱应变传感器机电性能的影响及优化

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包覆度对包缠纱应变传感器机电性能的影响及优化

作者：董小龙东华大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展和革新,嵌入性好、柔性可穿戴、亲肤无害的纱线状应变传感器受到广泛关注。纱线状应变传感器主要包括三类,单丝应变传感器、纱线应变传感器和绳类应变传感器。其中,包缠结构纱线应变传感器由于可伸长范围大、灵... 详细信息

随着科学技术的不断发展和革新,嵌入性好、柔性可穿戴、亲肤无害的纱线状应变传感器受到广泛关注。纱线状应变传感器主要包括三类,单丝应变传感器、纱线应变传感器和绳类应变传感器。其中,包缠结构纱线应变传感器由于可伸长范围大、灵活可控、灵敏度高成为被关注的纱线应变传感器之一。包缠结构纱线传感器可采用包缠纱经导电处理或以导电丝纺纱而成,其传感性能不仅取决于导电敏感材料,也依赖于包缠纱结构。已有研究大多采用前一种方法,验证了包缠纱作为传感器敏感材料基材的可行性,并没有探讨包缠结构对于传感器性能的具体影响;个别研究注意到包缠纱结构对传感性能的影响,但没有深入分析包缠纱结构工艺参数与传感性能之间的关系。显然,无论采用哪一种方法制备包缠纱应变传感器,阐明包缠纱结构工艺参数与传感性能之间的关系对促进这类传感器的开发应用具有重要意义。鉴于关于包缠纱应变传感器的结构工艺参数与传感性能之间关系的研究不足,本课题主要研究包缠纱的包覆度及包缠结构对应变传感器传感性能的影响,以及针对包缠纱的内在力学性能引起的传感性能的不稳定性,探讨提高包缠纱应变传感器性能的优化方法。具体研究内容如下:（1）研究包缠纱不同包覆度及包缠结构对其机电性能的影响,发现包覆度对重复性、灵敏度和零点漂移有较大影响,对于阈值、响应时间影响较小,且单层和双层包缠结构影响灵敏度和重复性。针对包缠纱应变传感器对芯纱和外包纱的需求,将两种不同粗细的芯纱和一种外包纱在小样包缠机上进行试纺,选择20—45捻/cm共6个不同包覆度的包缠纱,随后经吡咯原位聚合,制备电阻式应变传感器。同时,采用同样包覆度,制备双层包缠纱,经吡咯原位聚合形成应变传感器。针对原位聚合导电包缠纱,测试聚合后包缠纱的拉伸断裂性能和应变-电阻性能。研究发现,导电处理使得包缠纱的断裂强力和断裂伸长率都有一定程度的下降,但并不影响用作传感器的使用。通过观察原位聚合导电包缠纱在不同应变条件下的电阻响应,计算其灵敏度、重复性、零点漂移量等传感性能指标,探讨包缠纱的包覆度对传感器机电性能的影响。结果表明,单层包缠纱和双层包缠纱的灵敏度均会随着包覆度的增大而逐渐增大,且在最大拉伸应变为30%时,包覆度为45捻/cm的单层包缠纱的灵敏度可达3.04,45捻/cm的双层包缠纱的灵敏度可达4.23,双层包缠纱的灵敏度显著高于单层包缠纱。就传感器阈值而言,采用应变逐渐减小的方法,依次采集包缠纱在1mm/s的拉伸速度和应变为5%、2%、1%、0.5%、0.2%和0.1%下的电阻,结果表明单层和双层包缠纱在0.5%应变下电阻变化最明显。针对传感器重复性,以10个拉伸循环计算重复性,以100个拉伸循环计算重复稳定性,结果表明随着包覆度的增加,单层包缠纱的重复性逐渐提高,在45捻/cm处重复性误差为5.9%,重复稳定性误差先减小后增大,在35捻/cm处最小。双层包缠纱重复性误差先减小后增大,在30捻/cm处最小,为2.04%,但重复稳定性误差呈现逐渐减小的趋势。同一包覆度下双层包缠纱比单层的重复性误差小,但重复稳定性误差比单层大。其次,为了表征传感器的响应时间,通过测试传感器在高速低拉伸应变下的电阻瞬态跃迁时间,实验结果表明,随着包覆度的增加,双层包缠纱的响应时间差异较小,均为120ms左右。最后评价了传感器的零点漂移量,通过表征双层包缠纱在30%拉伸应变下的电阻相对变化程度,结果表明随着包覆度的增大,零点漂移量先增大后减小,在30捻/cm处达到最大,为15.94%。（2）针对（1）中单层和双层包缠纱重复稳定性不足的问题,研究预拉伸导电聚合处理和PDMS涂层定型对双层包缠纱传感器传感性能的影响,发现预拉伸聚合处理和PDMS涂层定型处理都能明显增强重复稳定性,但不会显著改变响应时间和零点漂移量。鉴于前述研究发现,拉伸过程中导电层易被破坏,本实验提出应用预拉伸聚合导电处理。考虑到人体监测用传感器一般拉伸变形为20%左右,实验选择预拉伸30%进行吡咯原位聚合,并进行拉伸循环测试和表观形貌观察。针对传感器重复稳定性,通过最大拉伸应变30%且循环100次后进行表征,结果表明预拉伸聚合导电处理明显改善传感器的重复稳定性,重复稳定性误差随着包覆度的增加呈现先减小后增大的趋势,在35捻/cm处最小,为13.3%;不同包覆度间的传感响应时间没有较大差异,零点漂移量方面相较于未拉伸聚合的变化不明显,但随着包覆度的增大,零点漂移量呈先增大后减小的趋势。采用PDMS涂层定型处理进一步提高传感性能。原位聚合导电包缠纱经过涂层器获得均匀良好的表面涂层,进行拉伸循环测试和表观形貌观察。将涂层后纱线拉伸循环100次后表征传感器重复稳定性,结果表明PDMS涂层定型明显改善了包缠纱传感器的重复稳定性,重复稳定性误差随着包覆度的增加先减小后增大,在30捻/cm处最小,为12.8%,重复稳定性最好;

关键词：包覆度重复性灵敏度零点漂移量响应时间

对用XPS技术评价塑料粘结炸药造型粉包覆度的几点看法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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兵工学报 2002年第1期23卷 132-135页

作者：宋华杰董海山郝莹南京理工大学化工学院江苏南京210094 中国工程物理研究院化工材料研究所

目前有些文献常采用通过PBX造型粉有关元素的XPS峰强度 (或峰面积 )数据来评估PBX造型粉的包覆度。本文通过对该评估方法的理论简析及用于评估TATB/氟聚物造型粉包覆度的XPS实验数据分析后 ,发现用该法评估PBX造型粉包覆度在理论上存在... 详细信息

目前有些文献常采用通过PBX造型粉有关元素的XPS峰强度 (或峰面积 )数据来评估PBX造型粉的包覆度。本文通过对该评估方法的理论简析及用于评估TATB/氟聚物造型粉包覆度的XPS实验数据分析后 ,发现用该法评估PBX造型粉包覆度在理论上存在局限性 ;用此方法得到的TATB/氟聚物造型粉包覆度无法令人信服。

关键词：光电子能谱 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯塑料粘结炸药造型粉包覆度

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锦纶莱卡包覆纱拉伸性能与包覆度的关系

棉纺织技术 2005年第3期33卷 33-34页

作者：张玉清马秀凤徐颖青岛大学

用一定规格的锦纶丝、莱卡长丝在空心锭纺纱机上纺制了一系列不同包覆度的锦纶莱卡包覆纱,并对其成纱性能进行了拉伸试验分析,得到了包覆纱断裂强力、断裂伸长率与包覆度之间的相应规律。

关键词：锦纶莱卡包覆纱断裂强力断裂伸长率包覆度

真丝/氨纶包覆丝的包覆度对其力学性能的影响

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西南大学学报（自然科学版） 2010年第9期32卷 163-167页

作者：汤华蓝广芊雷文春西南大学纺织服装学院重庆400715

采用3根21D的真丝和1根20D氨纶丝纺制真丝/氨纶包覆丝,结果表明:包覆丝断裂强力、断裂伸长和断裂伸长率在一定范围内是随包覆度增加而增加的,当包覆度增加到2500圈/m时,断裂强力提高112.98%,断裂伸长提高685.61%,断裂伸长率提高605.12%... 详细信息

采用3根21D的真丝和1根20D氨纶丝纺制真丝/氨纶包覆丝,结果表明:包覆丝断裂强力、断裂伸长和断裂伸长率在一定范围内是随包覆度增加而增加的,当包覆度增加到2500圈/m时,断裂强力提高112.98%,断裂伸长提高685.61%,断裂伸长率提高605.12%,包覆度在1500～2500圈/m范围之间,芯丝裸露现象较轻,包覆丝结构较好.

关键词：真丝氨纶包覆丝包覆度性能

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锦/氨纶包覆纱拉伸力学性能与包覆度的研究

北京纺织 2005年第1期26卷 52-53页

作者：张玉清李洪亮张同华青岛大学山东青岛266071

一定规格的锦纶丝、莱卡丝在空心锭子纺纱机上纺制了一系列不同包覆度的锦纶 /氨纶包覆纱 ,并对成纱性能进行了拉伸实验分析 ,得到了包覆纱断裂强力、断裂伸长率与包覆度间的相应规律。

关键词：包覆纱断裂强力断裂伸长率包覆度

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造型粉的包覆度与其表面张力和表面积的关系

四川兵工学报 2013年第12期34卷 100-102页

作者：李茂果廖宏古忠云杜自卫李翠影中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

通过表面热力学,建立了造型粉的包覆度与其表面张力、比表面积的数学模型,并模拟了典型的球形粒子在不同包覆度下的比表面积的变化趋势,为采用表面张力和比表面积法测试造型粉的宏观包覆度奠定了理论基础。

关键词：包覆度造型粉表面积表面张力

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锦纶／氨纶包覆纱拉伸性能与包覆度的关系

纺织标准与质量 2005年第2期 43-44页

作者：张玉清马秀凤徐颖青岛大学纺织服装学院 266071

选取一定规格的锦纶丝、氨纶丝在包覆丝机上纺制一系列不同包覆度的锦纶／氨纶包覆纱，并对成纱性能进行了拉伸实验分析，得到了包覆纱断裂强力、断裂伸长率与包覆度之间的相应规律。

关键词：锦纶氨纶包覆纱拉伸性能包覆度断裂伸长率

包缠纱线密度、混纺比及包覆度的计算方法研究

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包缠纱线密度、混纺比及包覆度的计算方法研究