IT201600094342A1 - Metodo per la produzione di un sensore tessile - Google Patents

Metodo per la produzione di un sensore tessile

Info

Publication number
IT201600094342A1
IT201600094342A1 IT102016000094342A IT201600094342A IT201600094342A1 IT 201600094342 A1 IT201600094342 A1 IT 201600094342A1 IT 102016000094342 A IT102016000094342 A IT 102016000094342A IT 201600094342 A IT201600094342 A IT 201600094342A IT 201600094342 A1 IT201600094342 A1 IT 201600094342A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
mesh
thread
insulated conductor
wire
textile
Prior art date
Application number
IT102016000094342A
Other languages
English (en)
Inventor
Riccardo Marchesi
Original Assignee
Plug & Wear Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plug & Wear Srl filed Critical Plug & Wear Srl
Priority to IT102016000094342A priority Critical patent/IT201600094342A1/it
Priority to US16/331,287 priority patent/US11353366B2/en
Priority to PCT/IB2017/055706 priority patent/WO2018055529A1/en
Priority to EP17787626.5A priority patent/EP3516357B1/en
Priority to CN201780057203.6A priority patent/CN109716082A/zh
Publication of IT201600094342A1 publication Critical patent/IT201600094342A1/it

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/12Surgeons' or patients' gowns or dresses
    • A41D13/1236Patients' garments
    • A41D13/1281Patients' garments with incorporated means for medical monitoring
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804Garments; Clothes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B1/00Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B21/00Warp knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B21/14Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/20Clinical contact thermometers for use with humans or animals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/06Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00Garments
    • A41D1/002Garments adapted to accommodate electronic equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6843Monitoring or controlling sensor contact pressure
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02Cross-sectional features
    • D10B2403/024Fabric incorporating additional compounds
    • D10B2403/0243Fabric incorporating additional compounds enhancing functional properties
    • D10B2403/02431Fabric incorporating additional compounds enhancing functional properties with electronic components, e.g. sensors or switches

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo "Metodo per la produzione di un sensore tessile"
DESCRIZIONE
Ambito dell'invenzione
La presente invenzione riguarda l'ambito delle termoresistenze, ossia dei sensori di temperatura che sfruttano la variazione della resistività di alcuni materiali al variare della temperatura.
In particolare, l'invenzione riguarda una termoresistenza tessile.
Descrizione della tecnica nota
Una termoresistenza, o termometro a resistenza, è un sensore di temperatura che sfrutta la variazione della resistività di alcuni materiali al variare della temperatura.
Come noto la resistenza R generata da un filo conduttore al passaggio di corrente è legata alla resistività del materiale p secondo la legge R = P * ~rdove l e A sono, rispettivamente, lunghezza e sezione del filo conduttore.
Inoltre, per i metalli esiste una relazione lineare che lega resistività e temperatura:
dove:
T è la temperatura;
p(T) è la resistività del materiale alla temperatura T; Po è la resistività del materiale alla temperatura Γ0; a è un coefficiente che dipende dal materiale.
È dunque possibile scrivere:
da cui, noti i parametri geometrici e noto il materiale, è possibile ricavare la variazione di temperatura (T — TQ) a partire dalla resistenza R(T) misurata su filo conduttore.
Come evidente dall'equazione precedente, a parità di materiale (p0e a costanti), maggiore è il rapporto ^ è maggiore è il valore di R(T) generato da una stessa variazione di temperatura (T — T0) . Quindi, aumentando l e riducendo A si ha una sensibilità maggiore del termometro resistivo.
La notevole versatilità e accuratezza delle termoresistenze ha consentito negli ultimi anni un grande sviluppo di tale tecnologia, soprattutto a livello industriale.
In particolare, inserendo il filo metallico resistivo all'interno di un tessuto, è possibile sfruttare la tecnologia della termoresistenza per creare un elemento flessibile ed indossabile che permetta di misurare la temperatura circostante.
Nella tesi "Development of temperature sensing fabric" presentata all'Università di Cambridge nel 2012, Muhammad Dawood Husain presenta un tessuto termoresistente in cui le fibre metalliche resistive sono inserite direttamente dalla macchina tessile che produce il tessuto stesso. Nel caso della tesi in oggetto la macchina tessile è una macchina da maglieria rettilinea che produce un tessuto a maglia piana. Con riferimento a figura 1, l'inserimento delle fibre metalliche avviene per tramatura, interponendo cioè il filo metallico 20 tra i ranghi di maglia 10 che costituiscono il tessuto. In questo modo il filo metallico 20 resta inglobato dentro il tessuto, ed una volta collegati i suoi capi allo strumento di misura delle resistenza è possibile misurare la temperatura alla quale è sottoposto il sensore tessile.
Tuttavia, tale soluzione realizzativa presenta numerosi inconvenienti.
In primo luogo, una lunghezza del filo ݈ limitata. Infatti, nonostante il filo venga steso all'interno del tessuto compiendo molti passaggi, la lunghezza massima del filo sarà uguale a ݊ ∗௦ܹ൅ ܮ௔, dove ݊ è il numero di ranghi di maglia del tessuto,௦ܹè la larghezza del tessuto e ܮ௔è la lunghezza del tessuto.
In secondo luogo, si ha una limitazione sul numero di inserzioni per unità di superficie. Uno dei metodi che potrebbe essere usato per aumentare la lunghezza del filo è quello di diminuire la lunghezza dei ranghi di maglia, aumentando così il numero di ranghi per unità di lunghezza del tessuto. Questo metodo però non è realizzabile se il filo non è smaltato con un isolante poiché, nell'uso del tessuto, i vari rami tramati di filo conduttivo potrebbero entrare in contatto fra sé e provocare corto circuiti, causando false misurazioni. Il filo di platino non è infatti disponibile smaltato, mentre lo è il filo di rame. La sostituzione del filo di platino con filo di rame smaltato porta sicuramente vantaggi di costo, ma introduce svantaggi dal punto di vista della sensibilità, dato che il coefficiente di temperatura del rame è più basso di quello del platino.
Un altro svantaggio è la limitazione sul diametro del filo conduttivo. Nella tesi sopra citata, la struttura del tessuto viene effettuata per tramatura orizzontale. Ciò significa che il filo metallico, non immagliato, viene interposto tra due ranghi di maglia. Quando il tessuto viene sottoposto a trazione, il filo tessile si deforma elasticamente, mentre quello metallico risulta più rigido e, se la sezione del filo ܣ è troppo piccola, il filo rischia di rompersi, danneggiando irreversibilmente il termometro.
Inoltre, sempre a causa della differente elasticità tra tessuto e filo metallico dovuta alla tramatura, si hanno problemi anche subito dopo la creazione del tessuto. Una volta formato il tessuto a maglia, infatti, esso tende a ritirarsi nel senso della trama, mentre il filo metallico non lo fa.
Con riferimento a figura 2A, si creano dunque delle asole laterali 25 di filo metallico 20 che sporgono dalle cimose del tessuto, che, oltre a costituire un inestetismo, possono anche creare una causa di rottura del filo qualora l'asola si impigli in qualche oggetto durante l'uso del tessuto.
Si ha infine una difficoltà nel collegare le estremità del filo conduttivo ad un cavo conduttore di diametro maggiore, utilizzabile per collegare il dispositivo ad una scheda di acquisizione dati.
Sintesi dell’invenzione
È quindi scopo della presente invenzione fornire un metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura che permetta di aumentare la lunghezza del filo metallico e di diminuirne la sezione rispetto alla tecnica nota, in modo da ottenere una migliore sensibilità nella rilevazione di temperatura.
È inoltre scopo della presente invenzione fornire un siffatto metodo che permetta di ottenere un tessuto maggiormente elastico e deformabile rispetto alla tecnica nota.
Questi ed altri scopi sono raggiunti da un metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura, detto metodo comprendendo le fasi di:
disposizione di una macchina da maglieria rettilinea comprendente almeno un primo guidafilo ed un secondo guidafilo;
disposizione di un filo tessile sul primo guidafilo e di un filo conduttore isolato sul secondo guidafilo, detto filo conduttore isolato avendo un primo capo ed un secondo capo;
immagliatura contemporanea del filo tessile e del filo conduttore isolato per creare una porzione di maglia B in cui il filo tessile e il filo conduttore isolato sono immagliati insieme, detta porzione di maglia B avendo superficie non conduttiva;
disposizione di un dispositivo di misurazione della resistenza elettrica atto a misurare variazioni di resistenza elettrica ܴ<ሺ>ܶ<ሻ>, detta resistenza elettrica ܴ<ሺ>ܶ<ሻ>essendo funzione della temperatura ܶ, detto dispositivo di misurazione della resistenza elettrica comprendendo un primo cavo elettrico ed un secondo cavo elettrico; connessione elettrica del primo cavo elettrico al primo capo e del secondo cavo elettrico al secondo capo;
disposizione di una unità di controllo atta a ricevere dal dispositivo le variazioni di resistenza elettrica ܴ<ሺ>ܶ<ሻ>per calcolare variazioni di temperatura ܶ in prossimità del filo conduttore. Grazie alla tecnica di immagliatura con cui vengono intessuti insieme il filo conduttore isolato e il filo tessile, il sensore termoresistivo della presente invenzione ha presenta notevoli vantaggi rispetto a quello descritto in tecnica nota, in cui i fili venivano invece intessuti mediante tecnica di tramatura.
In primo luogo, si ha una sensibilità molto maggiore del termoresistore. Infatti, grazie all’immagliatura dei fili, il filo conduttore isolato è sostanzialmente sovrapposto al filo tessile in tutta la porzione di maglia, ed ha quindi una lunghezza ݈ molto maggiore rispetto al tessuto di tecnica nota. Inoltre, proprio perché i fili seguono lo stesso percorso, il filo conduttore isolato viene supportato maggiormente dal filo tessile, il quale può sostenere le tensioni derivanti da eventuali deformazioni o trazioni del tessuto. Questo permette di avere una sezione ܣ del filo conduttore isolato inferiore rispetto alla tecnica nota. Per quanto detto in precedenza, aumentando ݈ e diminuendo ܣ, si ha un incremento della sensibilità del sensore termoresistivo.
In secondo luogo, si ha la rimozione delle asole laterali che si formano nel tessuto tramato di tecnica nota, a causa del ritiro del tessuto.
Si ha infine un aumento complessivo dell’elasticità del tessuto nel senso della trama, dovuto al fatto che il filo conduttore isolato viene disposto secondo i nodi della maglia, formando asole, e non tramato parallelamente alla direzione della trama. In caso di trazione del tessuto nel senso della trama le asole si distendono consentendo il cedimento del tessuto ed il suo conseguente ritorno alla forma originale una volta terminata la sollecitazione meccanica.
Vantaggiosamente, il filo isolato ha un diametro compreso tra ͳͲߤ݉ e 7Ͳߤ݉.
In particolare, il filo isolato ha un diametro tra 3Ͳߤ݉ e 5Ͳߤ݉.
Il filo conduttore è, ad esempio, realizzato in rame. Il filo tessile è, ad esempio, realizzato in poliestere. Alternativamente, il filo tessile è realizzato con un polimero adatto alle alte temperature.
Vantaggiosamente, sono inoltre previste le fasi di: disposizione di un filo conduttore non isolato su un terzo guidafilo della macchina da maglieria rettilinea;
immagliatura contemporanea del filo conduttore isolato con un filo conduttore non isolato per creare due porzioni di maglia A e C, dette porzioni di maglia A e C avendo superfici conduttive; connessione mediante saldatura del filo conduttore isolato con il filo conduttore non isolato in corrispondenza delle porzioni di maglia A e C per connettere elettricamente il primo capo alla porzione di maglia A e il secondo capo alla porzione di maglia C.
In particolare, la fase di connessione elettrica di un dispositivo di misurazione della resistenza elettrica comprende le fasi di:
saldatura del primo cavo elettrico alla porzione di maglia A per connetterlo elettricamente al primo capo;
saldatura del secondo cavo elettrico alla porzione di maglia C per connetterlo elettricamente al secondo capo.
Vantaggiosamente, è inoltre prevista una fase di disposizione di un filo conduttore isolato ausiliario su un quarto guidafilo della macchina da maglieria rettilinea, detto filo conduttore isolato ausiliario avendo un primo capo ausiliario ed un secondo capo ausiliario.
In particolare, sono inoltre comprese le fasi di: immagliatura contemporanea del filo conduttore isolato ausiliario con il filo conduttore non isolato e il file conduttore isolato in corrispondenza della porzione di maglia A; immagliatura contemporanea del filo conduttore isolato ausiliario con il filo tessile e il filo conduttore isolato in corrispondenza della porzione di maglia B;
immagliatura contemporanea del filo conduttore isolato ausiliario con il filo conduttore non isolato per creare una porzione di maglia E, detta porzione di maglia E avendo superficie conduttiva; connessione mediante saldatura del filo conduttore isolato con il filo conduttore isolato ausiliario in corrispondenza della porzione di maglia A per connettere elettricamente il primo capo al primo capo ausiliario;
connessione mediante saldatura del filo conduttore isolato ausiliario con il filo conduttore non isolato in corrispondenza della porzione di maglia E per connettere elettricamente il secondo capo ausiliario alla porzione di maglia E.
In particolare, la fase di connessione elettrica di un dispositivo di misurazione della resistenza elettrica comprende le fasi di:
saldatura del primo cavo elettrico alla porzione di maglia C per connetterlo elettricamente al secondo capo;
saldatura del secondo cavo elettrico alla porzione di maglia E per connetterlo elettricamente al secondo capo ausiliario.
In questo modo si raddoppia la lunghezza del filo conduttore isolato, aumentando ulteriormente la sensibilità alle variazioni di resistenza.
In particolare, è inoltre prevista una fase di immagliatura contemporanea del filo conduttore isolato ausiliario con il filo tessile per creare una porzione di maglia D avente superficie elettrica non conduttiva, detta porzione di maglia D essendo interposta tra le porzioni di maglia C e E per isolarle elettricamente fra loro.
Vantaggiosamente, è inoltre prevista una fase di immagliatura contemporanea di un filo riscaldante nella porzione di maglia B del sensore tessile di temperatura, detto filo riscaldante essendo atto a produrre calore per effetto Joule.
In tal modo, sapendo la temperatura in aria ferma a cui arriva il sensore quando viene riscaldato dal filo riscaldante, è possibile conoscere la variazione di temperatura dovuta alla convezione causata dal fluido che attraversa il sensore e, conseguentemente, è possibile conoscere la velocità del fluido stesso. Il sensore di temperatura può così fungere anche da anemometro.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e/o vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:
la figura 1 mostra la tecnica di tramatura usata in un sensore tessile di tecnica nota;
la figura 1A mostra le asole laterali che possono formarsi nel sensore di figura 1;
la figura 2 mostra uno schema a blocchi del metodo, secondo la presente invenzione, usato per la creazione della forma realizzativa del sensore di temperatura di figura 4;
la figura 3 mostra la tecnica di immagliatura usata nel metodo secondo la presente invenzione per superare gli inconvenienti della tecnica nota; la figura 4 mostra una prima forma realizzativa del sensore di temperatura creato con il metodo secondo la presente invenzione;
la figura 5 mostra una seconda forma realizzativa del sensore di temperatura in cui il filo conduttore ha lunghezza doppia;
la figura 6 mostra una terza forma realizzativa del sensore di temperatura in cui è presente un filo riscaldante in parallelo per realizzare un anemometro a filo caldo.
Descrizione di alcune forme realizzative preferite In figura 2 sono riportate schematicamente le fasi del metodo necessarie, secondo la presente invenzione, per la creazione del sensore tessile di temperatura 100 di figura 4.
In particolare, in una fase preliminare [301] vengono predisposti un filo tessile 110, un filo conduttore isolato 120 ed un filo conduttore non isolato su rispettivi guidafili di una macchina da maglieria rettilinea. Il filo conduttore isolato 120 può essere, ad esempio, un filo di rame smaltato, mentre il filo conduttore non isolato può essere, ad esempio, un filo di rame stagnato. Il filo tessile 110 può essere, ad esempio, un filo di poliestere.
Si procede quindi all’intessitura dei fili per immagliatura. Con riferimento alle figure 2 e 4, seguendo la creazione delle porzioni dalla A alla C, si hanno le seguenti fasi di immagliatura:
� porzione A: immagliatura di filo conduttore isolato 120 e filo conduttore non isolato [302];
porzione B: immagliatura di conduttore non isolato e filo tessile 110 [303];
porzione C: immagliatura di filo conduttore isolato 120 e filo conduttore non isolato [304].
Una volta creato il tessuto come sopra descritto, si procede alla connessione elettrica del filo conduttore isolato 120 e del filo conduttore non isolato in corrispondenza delle porzioni A e C [305]. Questa operazione può essere fatta, ad esempio, per saldatura, in modo da sciogliere localmente il rivestimento isolante del filo conduttore isolato 120. Così facendo, le porzioni A e C, aventi superficie conduttiva grazie all’immagliatura del filo conduttore non isolato, possono fungere da poli per la connessione dei cavi 201 e 202 di un dispositivo di misurazione della resistenza che fa passare corrente nel filo conduttore isolato 120 che attraversa tutte le porzioni A, B e C, e permette infine di calcolare la variazione di resistività e dunque quella di temperatura.
Con riferimento alla figura 3, si può vedere la differenza tra la tecnica di immagliatura, usata nelle fasi sopra dette, e quella di tramatura, usata nella tecnica nota di figura 1. In particolare, l’immagliatura permette di rendere i fili 110 e 120 sostanzialmente sovrapposti in tutta la maglia.
Grazie a ciò si hanno numerosi vantaggi, in quanto è possibile far fare al filo conduttore isolato 120 un percorso maggiore rispetto alla tecnica nota, aumentando ݈ e dunque migliorando la sensibilità di rilevazione della temperatura, come spiegato nella sezione di tecnica nota. Inoltre, la struttura tessile derivata da questa tecnica risulta molto più adatta a sopportare deformazione e tensione, in quanto il filo tessile 110 e quello conduttore sono sostanzialmente soprapposti in tutta la maglia, conferendogli una elasticità comparabile, contrariamente alla tecnica nota. Questo aspetto, oltre a migliorare l’elasticità e la resistenza del sensore tessile finale, permette inoltre di ridurre la sezione ܣ del filo conduttore, migliorando ulteriormente la sensibilità di rilevazione della temperatura.
Inoltre, la presenza delle porzioni A e C consente una saldatura più stabile dei cavi del dispositivo di misurazione al filo conduttore isolato 120, in quanto i cavi possono essere saldati ad una area conduttiva intera, anziché ai capi di un filo metallico, come previsto in tecnica nota.
Con riferimento alla figura 5, per aumentare ulteriormente la lunghezza ݈ del filo conduttore isolato 120, è possibile aggiungere un filo conduttore isolato ausiliario 120’, da connettere al filo conduttore isolato 120, ai rispettivi capi 121 e 121’, in corrispondenza della porzione di maglia A.
In particolare, seguendo la creazione di tutte le porzioni dalla A alla E, si hanno le seguenti fasi di immagliatura:
- porzione A: immagliatura di filo conduttore isolato 120, filo conduttore isolato ausiliario 120’ e filo conduttore non isolato;
- porzione B: immagliatura di filo conduttore isolato 120, filo conduttore isolato ausiliario 120’ e filo tessile 110;
- porzione C: immagliatura di filo conduttore isolato 120 e filo conduttore non isolato;
- porzione D: immagliatura di filo conduttore isolato ausiliario 120’ e filo tessile 110;
- porzione E: immagliatura di filo conduttore isolato ausiliario 120’ e filo conduttore non isolato.
Si ha poi una fase di saldatura dei capi 122 e 122’, rispettivamente, nelle porzioni C ed E che diventano le zone conduttive a cui si possono connettere i capi del dispositivo di misurazione della resistenza. Poiché i cavi vengono tipicamente connessi per saldatura, ovvero sciogliendo il rivestimento isolante del filo isolato 120 per farlo entrare in connessione elettrica col filo conduttore non isolato della porzione C, in tale porzione non può essere immagliato anche il filo conduttore isolato ausiliario 120’, altrimenti si avrebbe un corto circuito. Il filo conduttore isolato ausiliario 120’ deve quindi deve essere messo a lato nella porzione C e poi riprendere ad essere immagliato dalla porzione D. Alternativamente, il conduttore isolato ausiliario 120’ può riprendere ad essere immagliato direttamente nella porzione E e la porzione D può essere una porzione di maglia con il solo filo tessile 110.
La porzione D, avente superficie non conduttiva in quanto non vi è il filo conduttore non isolato, permette invece di isolare fra loro le porzioni C ed E, evitando cortocircuiti.
Questa soluzione realizzativa permette di duplicare il filo conduttore isolato, migliorando ulteriormente la sensibilità di rilevazione della temperatura. Inoltre, risulta una soluzione più pratica, in quanto permette di avere le zone di connessione del dispositivo di misurazione della resistenza a poca distanza fra loro.
Nella soluzione di figura 5, nelle porzioni A e B vengono immagliati tre fili contemporaneamente. In caso che la macchina non sia adatta a lavorare con più di 2 guidafili contemporaneamente su ogni rango della maglia, è possibile lavorare a ranghi alterni, immagliando solo due fili per rango. Ad esempio, per la zona A è possibile alternare i seguenti ranghi:
rango 1: immagliatura di filo conduttivo non isolato e filo conduttivo 120;
rango 2: immagliatura di filo conduttivo non isolato e filo conduttivo ausiliario 120’.
Con riferimento alla figura 6, in una ulteriore forma realizzativa, è possibile immagliare un filo riscaldante insieme al sensore tessile mostrato in figura 4, creando un circuito parallelo a quello del termoresistore.
In particolare, seguendo la creazione di tutte le porzioni dalla X alla Y, si hanno le seguenti fasi di immagliatura:
porzione X: immagliatura di filo conduttore non isolato e filo riscaldante;
porzione X’: immagliatura di filo tessile 110;
porzione A: immagliatura di filo conduttore isolato 120, filo conduttore non isolato;
porzione B: immagliatura di filo conduttore isolato 120, filo tessile 110 e filo riscaldante;
porzione C: immagliatura di filo conduttore isolato 120, filo conduttore non isolato;
porzione Y’: immagliatura di filo tessile 110; - porzione Y: immagliatura di filo conduttore non isolato e filo riscaldante.
Alle porzioni A e C vengono connessi, in maniera del tutto analoga alla forma realizzativa di figura 4, i cavi 201 e 202 del dispositivo di misurazione della resistenza elettrica. Alle porzioni X e Y (isolate dalle porzioni A e C mediante le porzioni X’ e Y’ a superficie non conduttiva) vengono invece connessi i cavi 211 e 212 di un alimentatore separato atto a riscaldare il filo riscaldante per effetto Joule.
Analogamente a quanto detto in precedenza, il filo riscaldante non può essere immagliato nelle porzioni di maglia A e C, altrimenti, nell’operazione di saldatura dei cavi 201 e 202, si avrebbe una connessione elettrica tra il circuito riscaldante e il circuito termoresistore, i quali invece devono agire in parallelo. In tali porzioni, dunque, il filo riscaldante è lasciato all’esterno del tessuto ed immagliato solamente nella porzione B. Nelle porzioni X’ e Y’ il filo riscaldante può essere immagliato o meno, a seconda delle esigenze specifiche, senza compromettere in alcun modo la funzionalità della forma realizzativa descritta.
Grazie alla presenza del circuito riscaldante, sapendo la temperatura a cui arriva il sensore riscaldato dal filo riscaldante quando il fluido ha velocità nulla, è possibile conoscere la variazione di temperatura dovuta alla convezione causata dal fluido che attraversa il sensore e, conseguentemente, è possibile conoscere la velocità del fluido stesso. Il sensore di temperatura può così fungere anche da anemometro. È possibile, ad esempio, utilizzare tale sensore sulla sezione di un condotto in cui scorre aria o altro fluido per rilevarne la velocità in quel punto.
La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), detto metodo comprendendo le fasi di: disposizione di una macchina da maglieria rettilinea comprendente almeno un primo guidafilo ed un secondo guidafilo; disposizione di un filo tessile (110) su detto primo guidafilo e di un filo conduttore isolato 120 (120) su detto secondo guidafilo, detto filo conduttore isolato (120) avendo un primo capo (121) ed un secondo capo (122); immagliatura contemporanea di detto filo tessile (110) e di detto filo conduttore isolato (120) per creare una porzione di maglia B in cui detto filo tessile (110) e detto filo conduttore isolato (120) sono immagliati insieme, detta porzione di maglia B avendo superficie non conduttiva; disposizione di un dispositivo di misurazione della resistenza elettrica atto a misurare variazioni di resistenza elettrica ܴ<ሺ>ܶ<ሻ>, detta resistenza elettrica ܴ<ሺ>ܶ<ሻ>essendo funzione della temperatura ܶ, detto dispositivo di misurazione della resistenza elettrica comprendendo un primo cavo elettrico (201) ed un secondo cavo elettrico (202); connessione elettrica di detto primo cavo elettrico (201) a detto primo capo (121) e di detto secondo cavo elettrico (202) a detto secondo capo (122); disposizione di una unità di controllo atta a ricevere da detto dispositivo dette variazioni di resistenza elettrica ܴ<ሺ>ܶ<ሻ>per calcolare variazioni di temperatura ܶ in prossimità di detto filo conduttore (120).
  2. 2. Il metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), secondo la rivendicazione 1, in cui sono inoltre previste le fasi di: disposizione di un filo conduttore non isolato su un terzo guidafilo di detta macchina da maglieria rettilinea; immagliatura contemporanea di detto filo conduttore isolato (120) con un filo conduttore non isolato per creare due porzioni di maglia A e C, dette porzioni di maglia A e C avendo superfici conduttive; connessione mediante saldatura di detto filo conduttore isolato (120) con detto filo conduttore non isolato in corrispondenza di dette porzioni di maglia A e C per connettere elettricamente detto primo capo (121) a detta porzione di maglia A e detto secondo capo (122) a detta porzione di maglia C.
  3. 3. Il metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), secondo la rivendicazione 2, in cui detta fase di connessione elettrica di un dispositivo di misurazione della resistenza elettrica comprende le fasi di: saldatura di detto primo cavo elettrico (201) a detta porzione di maglia A per connetterlo elettricamente a detto primo capo (121); saldatura di detto secondo cavo elettrico (202) a detta porzione di maglia C per connetterlo elettricamente a detto secondo capo (122).
  4. 4. Il metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), secondo la rivendicazione 2, in cui è inoltre prevista una fase di disposizione di un filo conduttore isolato ausiliario (120’) su un quarto guidafilo di detta macchina da maglieria rettilinea, detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) avendo un primo capo ausiliario (121’) ed un secondo capo ausiliario (122’), e in cui sono inoltre comprese le fasi di: immagliatura contemporanea di detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) con detto filo conduttore non isolato e detto filo conduttore isolato (120) in corrispondenza di detta porzione di maglia A; immagliatura contemporanea di detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) con detto filo tessile (110) e detto file conduttore isolato (120) in corrispondenza di detta porzione di maglia B; immagliatura contemporanea di detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) con detto filo conduttore non isolato per creare una porzione di maglia E, detta porzione di maglia E avendo superficie conduttiva; connessione mediante saldatura di detto filo conduttore isolato (120) con detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) in corrispondenza di detta porzione di maglia A per connettere elettricamente detto primo capo (121) a detto primo capo ausiliario (121’); connessione mediante saldatura di detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) con detto filo conduttore non isolato in corrispondenza di detta porzione di maglia E per connettere elettricamente detto secondo capo ausiliario (121’) a detta porzione di maglia E.
  5. 5. Il metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), secondo la rivendicazione 4, in cui detta fase di connessione elettrica di un dispositivo di misurazione della resistenza elettrica comprende le fasi di: saldatura di detto primo cavo elettrico (201) a detta porzione di maglia C per connetterlo elettricamente a detto secondo capo (122); saldatura di detto secondo cavo elettrico (202) a detta porzione di maglia E per connetterlo elettricamente a detto secondo capo ausiliario (122’).
  6. 6. Il metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), secondo la rivendicazione 5, in cui è inoltre prevista una fase di immagliatura contemporanea di detto filo conduttore isolato ausiliario (120’) con detto filo tessile (110) per creare una porzione di maglia D avente superficie elettrica non conduttiva, detta porzione di maglia D essendo interposta tra dette porzioni di maglia C e E per isolarle elettricamente fra loro.
  7. 7. Il metodo per la produzione di un sensore tessile di temperatura (100), secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui è inoltre prevista una fase di immagliatura contemporanea di un filo riscaldante in detta porzione di maglia B di detto sensore tessile di temperatura (100), detto filo riscaldante essendo atto a produrre calore per effetto Joule.
IT102016000094342A 2016-09-20 2016-09-20 Metodo per la produzione di un sensore tessile IT201600094342A1 (it)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000094342A IT201600094342A1 (it) 2016-09-20 2016-09-20 Metodo per la produzione di un sensore tessile
US16/331,287 US11353366B2 (en) 2016-09-20 2017-09-20 Method for producing a textile sensor
PCT/IB2017/055706 WO2018055529A1 (en) 2016-09-20 2017-09-20 Method for producing a textile sensor
EP17787626.5A EP3516357B1 (en) 2016-09-20 2017-09-20 Method for producing a textile sensor
CN201780057203.6A CN109716082A (zh) 2016-09-20 2017-09-20 织物传感器的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000094342A IT201600094342A1 (it) 2016-09-20 2016-09-20 Metodo per la produzione di un sensore tessile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201600094342A1 true IT201600094342A1 (it) 2018-03-20

Family

ID=58010145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102016000094342A IT201600094342A1 (it) 2016-09-20 2016-09-20 Metodo per la produzione di un sensore tessile

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11353366B2 (it)
EP (1) EP3516357B1 (it)
CN (1) CN109716082A (it)
IT (1) IT201600094342A1 (it)
WO (1) WO2018055529A1 (it)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6904731B2 (ja) * 2017-03-01 2021-07-21 株式会社Zozo サイズ測定装置、管理サーバ、ユーザ端末及びサイズ測定システム
DE102018203809B3 (de) * 2018-03-13 2019-06-19 Leoni Kabel Gmbh Sensorleitung, Messanordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Sensorleitung
US20210355613A1 (en) * 2018-10-15 2021-11-18 Drexel University Knitted capacitive touch sensor and capacitive touch sensor (active) textile
CN109781291B (zh) * 2019-02-02 2021-10-26 五邑大学 一种柔性温度传感器
US20230392993A1 (en) * 2020-08-21 2023-12-07 Board Of Regents, The University Of Texas System Two-dimensional resistance temperature detectors and related methods for determining average temperature over a surface
CN114279312B (zh) * 2021-12-30 2023-01-31 中国科学院力学研究所 一种高灵敏度编织应变传感器及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19927686A1 (de) * 1999-06-17 2001-03-22 Deotexis Inc Vorrichtung zur Messung mindestens eines physikalischen und/oder chemischen und/oder biologischen und/oder medizinischen Parameters
US20050062486A1 (en) * 2003-08-01 2005-03-24 Baohua Qi Multifunctional conducting polymer structures
KR20110050610A (ko) * 2011-04-28 2011-05-16 박상구 감열 직포 소자

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659873A (en) * 1985-07-19 1987-04-21 Elographics, Inc. Fabric touch sensor and method of manufacture
IT1269159B (it) * 1994-12-02 1997-03-21 A R M I Assistenza Ricambi Mac Metodo ed apparecchiatura per l'imbrigliamento in corso di tessitura di porzioni terminali di filo tagliato sporgenti dal bordo di collettiper maglieria o simili articoli all'interno della maglia che li compone
IT1289292B1 (it) * 1996-05-31 1998-10-02 A R M I S R L Perfezionamenti ad un metodo e ad una apparecchiatura per l'imbrigliamento in corso di tessitura di porzioni terminali di filo
GB0404419D0 (en) * 2004-02-27 2004-03-31 Intelligent Textiles Ltd Electrical components and circuits constructed as textiles
TW200728699A (en) * 2006-01-23 2007-08-01 Chang-Ming Yang Fabric-based strain gauge
US7600539B2 (en) * 2006-03-03 2009-10-13 Federal-Mogul World Wide, Inc Low profile textile wire bundler sleeve
FR2970779B1 (fr) * 2011-01-25 2013-02-15 Francis Cannard Dispositif de mesure de la pression a partir d'un objet souple, pliable et/ou extensible realise a partir de matiere textile comportant un dispositif de mesure
CA3000639C (en) * 2015-12-18 2024-04-16 Intelligent Textiles Limited Conductive fabric, method of manufacturing a conductive fabric and apparatus therefor
DE102016106071A1 (de) * 2016-04-04 2017-10-05 Pilz Gmbh & Co. Kg Gewebe mit mehreren Gewebelagen und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3473976B1 (en) * 2017-10-20 2019-09-25 C.R.F. Società Consortile per Azioni Deformation detecting device comprising a multi-functional fabric with flocked conductive weft yarns

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19927686A1 (de) * 1999-06-17 2001-03-22 Deotexis Inc Vorrichtung zur Messung mindestens eines physikalischen und/oder chemischen und/oder biologischen und/oder medizinischen Parameters
US20050062486A1 (en) * 2003-08-01 2005-03-24 Baohua Qi Multifunctional conducting polymer structures
KR20110050610A (ko) * 2011-04-28 2011-05-16 박상구 감열 직포 소자

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MUHAMMAD DAWOOD HUSAIN ET AL: "Effect of Strain and Humidity on the Performance of Temperature Sensing Fabric", INTERNATIONAL JOURNAL OF TEXTILE SCIENCE, vol. 2, no. 4, 2013, pages 105 - 112, XP055365030, DOI: 10.5923/j.textile.20130204.04 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018055529A1 (en) 2018-03-29
CN109716082A (zh) 2019-05-03
US20190353533A1 (en) 2019-11-21
EP3516357A1 (en) 2019-07-31
US11353366B2 (en) 2022-06-07
EP3516357B1 (en) 2021-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT201600094342A1 (it) Metodo per la produzione di un sensore tessile
JP6845217B2 (ja) 織布
CA2599137C (en) Electrical components and circuits constructed as textiles
JP5111927B2 (ja) 熱電構造体、および織物構造体を形成するための熱電構造体の使用方法
US9388514B2 (en) Method of producing electrically conductive metal composite yarn having increased yield strength, composite yarn produced by the method and embroidered circuit produced using the composite yarn
KR101326796B1 (ko) 텍스타일 터치 센서
US11891733B2 (en) System for an insulated temperature sensor incorporated in a base fabric layer
CN110499558B (zh) 用于位置敏感电容式触摸感测的复合纱线
KR101770141B1 (ko) 일렉트릭 텍스타일
US20120262191A1 (en) Extension sensor and method for measuring an extension of a textile
KR100718299B1 (ko) 발열 직물 및 그 제조 방법
KR102009750B1 (ko) 스트레치 센서를 이용한 유연 압력측정 시스템 및 이를 포함한 대면적 섬유직물
WO2021038454A3 (en) Textile sensor for the detection of liquids and temperature, and method of making same
KR20130022583A (ko) 면상 발열체의 제조방법, 및 그 방법에 의해 제조된 면상 발열체를 이용한 온열매트
JP2019026979A (ja) ウエアラブル筐体及びウエアラブル筐体の製造方法
KR20180102970A (ko) 부하감지센서
EP4384788A1 (en) System and method for combined temperature sensing and heating
KR20230040767A (ko) 온도 감지선 일체형 발열 직물
JP2023057667A (ja) 曲げセンサ及び曲げセンサの製造方法
KR20110050610A (ko) 감열 직포 소자
Marion From elastic electrodes to fabric systems
TWI385285B (zh) 組合式感壓織物
KR200346441Y1 (ko) 누전감지가 간편한 발열섬유
CZ308614B6 (cs) Vodivá pružná tkaná stuha
KR20160112562A (ko) 부하감지센서