可穿戴設(shè)備新材料 檢測漏液的紗線與極細(xì)位移傳感器

來源：日經(jīng)技術(shù)在線   發(fā)布于：2016-8-23 10:59:35    瀏覽：5247

    隨著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)開發(fā)也在突飛猛進(jìn)。在2016年1月13～15日舉行的“可穿戴設(shè)備博覽會”上，有關(guān)纖維、紗 線、面料等材料高機(jī)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(xiàn)有材料與部件的組合，而是通過為材料賦予 新的功能，為可穿戴終端開辟了新的可能性。

　　監(jiān)控并檢測漏液的紗線

　　POSH WELLNESS LABORATORY（總部：東京）開發(fā)出了適用于多種液體、能夠檢測漏液的紗線及其制成的漏液檢測系統(tǒng)。設(shè)想的應(yīng)用范圍包括檢測血液、尿液滲漏的醫(yī)療護(hù) 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(tǒng)的一大特點(diǎn)是不只能夠檢測漏液的有無，還能區(qū)分汗液、血液，判別液體的種類。

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

　　這種紗線自內(nèi)而外按照導(dǎo)電體、絕緣體、導(dǎo)電體和棉的順序，組成了四層同軸結(jié)構(gòu)。中心及其他各層均為線材，按照在內(nèi)層上螺旋纏繞的方法疊加。這種結(jié)構(gòu)，使得紗線在遭到液體浸泡時(shí)，會透過螺旋的縫隙滲入，導(dǎo)電體與導(dǎo)電體之間將充滿液體，電阻值隨之發(fā)生變化。

　　當(dāng)然，檢測漏液依靠的不只是紗線，還需要連接主機(jī)，監(jiān)控紗線的通電狀態(tài)。在通入交流電后，根據(jù)頻率改變時(shí)的電阻，可以判斷出液體的種類。

　　紗線頂端與電路的連接方法也需要改進(jìn)。與天線等同軸電纜不同，紗線的頂端不能安裝連接器。這是因?yàn)榧喚€的長度需要根據(jù)用途截取。

　　為此，該公司開發(fā)出了從紗線的側(cè)面插入，與2個導(dǎo)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(cè)導(dǎo)電體，中間1根插入內(nèi)側(cè)導(dǎo)電體。中間1根雖然會穿透外側(cè)導(dǎo)電體，但在接觸的部位覆蓋了絕緣體。

　　因?yàn)榧喚€本身的彈性不大，所以應(yīng)用于醫(yī)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(xì)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(yīng)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(jù)拉伸時(shí)CNT之間的間隙擴(kuò)大、電阻值增加的現(xiàn)象，可以測定出位移。設(shè)想用于測量人體動作的運(yùn)動傳感等用途，還備有評測工具包。

　舉例來說，安裝這種傳感器，可以實(shí)現(xiàn)掌握手指動作的數(shù)據(jù)手套。這種傳感器過去是以帶狀的形態(tài)供應(yīng)，這次參考展出了細(xì)到能夠穿過針孔的紗線狀傳感器 “Stretchablefiber sensor”。使用紗線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?yàn)榭梢钥s短傳感器本身的長度，所以還有望實(shí)現(xiàn)更細(xì)部的檢測，提高 檢測位移的精度。

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