水滴传感器织物及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种织物及其生产方法，特别是一种水滴传感器织物及其生产方法， 属于纺织技术与传感器技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，市场上已有一些小型水滴传感器，可应用于智能窗帘、汽车雨刷器W及其他 需要检测有无水滴的场合。运类水滴传感器一般是在一块微小电路板上锻上两个栅状电极 而成，利用水的导电性工作，其性能稳定，能满足一般场合使用要求。但运类水滴传感器的 缺点也很明显：只能实现小面积、固定位置的检测，对于一些重要场合并不适用。如现代化 的机房由于集中装有众多服务器、工作站等重要信息设备，需要对溫度和湿度严格控制，大 多数机房装有精密空调系统。此时，防水的对象是位置并不确定的凝结水，非大面积检测不 能实现。再如，医疗领域内，需要随时监测危重病人的血液外渗或排汗排尿情况，不但需要 大面积的水滴传感器，还需要其是柔性的。
[0003] 为此，国内外出现了一些新型基于纺织品的水滴传感器。专利"基于分压补偿的传 感电缆泄漏检测精确定位方法"（申请号201210285876.6)提及了一种缆绳状水滴传感器， 遇水后缆绳上的填充物质发生膨胀变形，接通缆绳上的两根导电线，从而感应出液态水的 存在。运种传感器缆绳虽然是柔性的，但缺点是不能大面积使用。专利"湿度传感器及其管 理系统"（申请号200880012439.9)提供一种湿度传感器，包括两个电极板和处于其间的用 于吸收湿气的吸收层等，通过实时检测所述电极板之间的电容变化和电阻变化而测量湿 度，其一个或两个电极板可W是织物，但运里织物主要充当两块极板，中间还有吸收层，造 成传感器有一定厚度，不利其大面积使用。专利"具有湿度传感器的针织品"（申请号 201010610780.3)提供一种具有湿度传感器的针织品，采取栅状电极结构，利用纱线遇水导 电性变化来检测有无水滴。运种水滴传感器织物采用针织结构，适合作内衣，由于针织物的 保形性、牢固性较差，不适合工业场合使用。
[0004] 因此，研究制作一种牢固可靠、反应迅速、使用方便的传感器织物，可用于大到机 房、仓库凝结水、漏水的检测，小到婴儿、病人血液外渗、汗液尿液检测，市场前景广泛。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服上述【背景技术】的不足，提供一种水滴传感器织 物及其生产方法。
[0006] 本发明提供的技术方案是:经纱采用不导电化纤复丝和导电丝两种纱线，导电丝 布置在左右两侧布边位置，不导电化纤复丝布置在布身；缔纱采用不导电化纤复丝和导电 复丝两种纱线，不导电化纤复丝作为主要纱线与两种经纱交织形成织物主体，导电复丝作 为功能纱线，沿经纱方向间隔一定距离布置，且交替的在接近左右侧布边处断开一定距离。
[0007] 为了获得上述水滴传感器织物，本发明提供了一种对应的生产方法，其包括W下 步骤： (1)加放衬垫纱:整经时或上机时加放衬垫纱，衬垫纱加放的位置在于左右两侧需要 缔纱需要断开处。
[0008] (2)穿综与穿箱：左右两侧的衬垫纱各穿入单独的一片综框，但穿箱时不单独占 用一个箱齿，而与该位置邻近的经纱穿入同一箱。
[0009] (3)织造:织入不导电缔纱时，经缔纱按照平纹组织交织，但衬垫纱始终位于运些 缔纱上面，亦即浮于织物表面;织入导电缔纱时，左或右一侧不需要断开的缔纱仍按照平纹 组织规律与经纱交织，同时该侧衬垫纱仍位于缔纱上面，另一侧需要断开的那部分缔纱连 续浮于经纱上面，形成小段缔浮长，此时衬垫纱位于该部分缔纱下面。 (4)剪纱:织造完成下机后，沿着左右衬垫纱并提起它，再剪去压在它上面的那部分连 续浮于经纱上面的导电缔纱。
[0010] 对于本发明提供的水滴传感器织物，考虑到水滴落于布面时形成的浸润面大小， 并从节省材料起见，本发明中导电缔纱沿经纱方向间隔布置时，彼此间距离优选为2~ 10mm〇
[0011] 对于本发明提供的水滴传感器织物，为不破坏织物的结构和不增加剪纱的难度起 见，本发明中，导电缔纱在接近一侧布边处断开的距离优选为1~5mm。 对于本发明提供的水滴传感器织物，导电缔纱的主要作用是充分与经纱接触并传导电 流，是不良导电体对良好导电体的接触。因此，本发明中的导电缔纱采用的导电复丝为锻有 金属的化纤复丝或多股金属丝。
[0012] 对于本发明提供的水滴传感器织物，导电经纱的主要作用是与导电缔纱接触并传 导电流，是良好导电体对良好导电体的接触。因此，本发明中，经纱采用的导电丝优选为锻 有金属的化纤复丝、锻有金属的化纤单丝、多股金属丝、单股金属丝中的一种或其与普通纱 线并抢而成的包缠纱。 本发明所述水滴传感器织物使用时，只要用普通的鳄鱼夹夹住两侧布边，通上低压电 即可。正常状态下，两侧布边不导通；当水滴滴落或沾附于织物布身时，水的导电性将使得 相邻的导电缔纱导通，两侧布边彼此间也随之导通。
[0013] 采用本发明的有益之处是:首先，本发明实现了大面积、水滴少且位置不确定情况 下的检测;其次，本发明具备织物的柔性，能适应各种不同形状和环境;再次，本发明反应迅 速、牢固可靠。本发明提供的生产方法能在现有织机上织造，且剪纱方便，适合规模化生产。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015] 图1是本发明水滴传感器织物的结构示意图。
[0016] 图2是本发明水滴传感器织物的生产时未剪纱时半成品的结构示意图。
[0017] 图3和图4是本发明水滴传感器织物的生产时未剪纱时半成品的不同位置的剖视 图。
[001引图5是本发明水滴传感器织物的生产时的上机图，其中"2Xn"的"2"及指代图1~4 中的对应纱线，"X η"意为其循环次数，"1 Xm"类同。
【具体实施方式】
[0019] 图1中，水滴传感器织物由不导电经纱1、导电经纱2、不导电缔纱3和导电缔纱4组 成，导电经纱2布置在左右两侧布边位置，不导电经纱1布置在布身;不导电缔纱3作为主要 纱线与两种经纱交织形成织物主体，导电缔纱4作为功能纱线，沿经纱方向间隔一定距离布 置，且交替的在接近左右侧布边处断开一定距离，从而形成栅状电极。 图1展示了水滴传感器织物的基本结构与原理，但纺织纱线种类众多，不导电纱线和导 电纱线究竟采用何种纱线才能使其性能可靠、反应迅速，则需结合实验进一步优选。
[0020] 首先需要选取合适的不导电纱线。目前传统纱线如棉毛丝麻和各式常用化纤均为 不导电纱线，运种情况下选择纱线的主要因素是吸水后的导电性W及吸水的快慢，次要因 素是成本。为此，本发明实施时比较了化纤复丝和纯棉单纱两种纱线遇水的导电性，实验方 法是采用万用表测试1cm长两种纱线遇水后的导电性，其中化纤复丝采用75D/48F的涂绝网 络丝，棉纱为C40S纯棉纱。实验结果如表1和表2所示。通过比较发现，虽然常态下涂绝网络 丝的电阻大于纯棉纱，但遇水后涂绝网络丝的电阻小于纯棉纱，即遇水后的涂绝网络丝导 电性优于纯棉纱。
[0021 ] 表1涂绝网络丝遇水电阻变化情况(单位:ΜΩ )
此外，考虑到传感器应具有较快的响应速度，本发明还通过实验比较了不同纱线及其 形成织物吸水的快慢。实验对象仍为上述的涂绝网络丝与纯棉纱，实验方法是滴管滴下有 色墨水后进行观察，结果证实吸水速度上涂绝网络丝快于纯棉纱。实验继续比较了同种情 况下，经缔均为涂绝网络丝、经为纯棉纱缔为涂绝网络丝、经缔均为纯棉纱Ξ种织物的吸水 速度，结果为:经缔均为涂绝网络丝 > 经为纯棉纱缔为涂绝网络丝 >经缔均为纯棉纱。实验 还发现经纱为纯棉纱缔纱为涂绝网络丝吸水后印迹为扁平形，其他二者为圆形，更印证了 吸水速度上涂绝网络丝快于纯棉纱。究其原因，虽然棉纤维吸湿性优于涂绝，但是棉纱是棉 纤维加抢而来的，结构紧密，液态水难W进入，而涂绝网络丝是多股涂绝长丝并合在一起， 结构疏松，遇液态水容易形成