Тканевый датчик

Типы тканевых датчиков

Методы считывания данных обычно включаются в типы тканевых датчиков. Некоторые ткани могут собирать показания, основываясь исключительно на своих плетениях и трикотажных полотнах. Эти ткани могут возвращать показания без необходимости в дополнительном вводе или энергии. В других случаях для обнаружения изменений в окружающей среде в ткани необходимы электрические датчики. Например, тканевый датчик окружающей среды может иметь электрический датчик, подключенный к ткани, который может считывать изменения температуры и влажности.

Поведенческие тканевые датчики обычно включают биометрические показания. Эти типы датчиков требуют взаимодействия человека с тканью, например, пульса или пота. Такие показания часто требуют объединения нескольких датчиков в одной ткани. Например, мониторинг сердечного ритма может включать в себя интеграцию текстильного электронного датчика и дополнительных датчиков для сбора комплексных данных.

Тканевые датчики могут быть трикотажными или ткаными. Трикотажные датчики обеспечивают большую эластичность и гибкость, что делает их подходящими для применений, требующих адаптации к контурам тела или динамическим движениям. С другой стороны, тканые датчики обеспечивают превосходную долговечность и стабильность, что делает их идеальными для использования в суровых условиях, где материал может подвергаться физическому истиранию и нагрузке.

Тканевый датчик работает в сочетании с устройством или платформой для передачи собранных данных. Некоторые текстильные датчики имеют возможность беспроводной передачи данных. Например, тканевые датчики Bluetooth могут сопрягаться со смартфонами, чтобы предоставить пользователям доступ к их показаниям на их смартфонах. Другие могут использовать NFC для передачи данных на другое сенсорное устройство. Датчики с проводным соединением обычно имеют больше возможностей передачи данных. Например, волоконно-оптический тканевый датчик может быть подключен напрямую к компьютеру или другому устройству мониторинга, обеспечивая получение и анализ данных в режиме реального времени с высокоскоростной передачей данных.

Некоторые тканевые датчики представляют собой датчики давления. Эти датчики могут воспринимать физическое прикосновение или силу, приложенную к ним. Они находят свое применение в устройствах, которые рассчитывают и регистрируют количество людей, взаимодействующих с определенной областью, например, количество людей, проходящих по торговому залу, или ткань, используемая в здравоохранении для мониторинга движения пациентов.

Спецификация и обслуживание тканевых датчиков

Спецификации тканевых датчиков для мониторинга дыхания, частоты сердечных сокращений и температуры тела различаются в зависимости от применения.

Следующие ключевые характеристики полезны для деловых покупателей, ищущих тканевые датчики для различных применений.

• Тканые электронные ткани: Тканые электронные ткани для датчиков веса электроники обычно бывают разной ширины, выраженной в миллиметрах. Например, ткани, используемые в умной одежде, могут иметь стандартную ширину 1000 мм. Материал, используемый для плетения датчика, может варьироваться по дениру. Длина ткани на рулоне при покупке обычно составляет 100 м. Тканые ткани с датчиками веса обычно имеют светопропускание более 78 процентов.
• Трикотажные массивы тканевых датчиков: Трикотажные массивы тканевых датчиков могут поставляться в рулоне длиной 50 м. Массив датчиков может иметь зону обнаружения 0,5 дюйма и быть в состоянии обнаруживать удары и вторжения. Проводимость одежды может варьироваться от 0,005 до 0,09 Ом/см. Многие поставщики предлагают индивидуальные варианты длины, зоны обнаружения и других характеристик.
• Датчики обнаружения влажности: В спецификации тканевых датчиков обнаружения влажности и датчиков давления рабочее напряжение, рабочее сопротивление, проводимость сигнализации и рабочий ток имеют важное значение. Например, рабочее напряжение может быть от 2,5 до 5,5 В. Рабочее сопротивление может варьироваться от 500 кОм до 10 МОм. Проводимость сигнализации может быть в диапазоне низких микроампер, а рабочий ток может составлять несколько миллиампер в сухом состоянии и несколько микроампер в мокром состоянии.
• Тканевые датчики температуры и влажности: Тканевые датчики температуры и влажности имеют более сложные характеристики. Они могут обнаруживать температуру в диапазоне от -40 °C до +85 °C с точностью ±0,5 °C. Диапазон обнаружения влажности может составлять от 0% до 100% с точностью ±2%.
• Тканевые датчики сердечного ритма: Тканевые датчики сердечного ритма обычно имеют параметры качества сигнала фотоплетизмографии. Например, амплитуда сигнала переменного тока может быть от 2,0 до 20 мкВ. Соотношение переменного тока к постоянному току может быть от 2 до 10. Входное сопротивление может быть 10 МОм.

Правильное техническое обслуживание тканевых датчиков может помочь продлить их срок службы и улучшить их производительность. Регулярное техническое обслуживание может предотвратить отказ датчика и сократить потребность в замене тканевых датчиков.

Некоторые тканевые датчики встроены в одежду для мониторинга жизненно важных показателей, таких как частота сердечных сокращений, частота дыхания и температура тела. В этом материале важны инструкции по стирке. Машинная стирка в холодной воде и сушка на вешалке - это стандартная инструкция для умной одежды с тканевыми датчиками. Если не следовать инструкциям производителя, тканевый датчик может выйти из строя или повредиться.

Другие тканевые датчики, используемые для обнаружения давления, влажности или температуры, могут нуждаться в калибровке для обеспечения точности. Процесс калибровки зависит от типа датчика. Поэтому важно создать график технического обслуживания с квалифицированным персоналом, чтобы обеспечить правильную калибровку датчика в нужное время. Регулярная проверка тканевых датчиков важна для раннего обнаружения любых повреждений или неисправностей. График ремонта или замены может быть разработан при обнаружении проблем.

Области применения тканевых датчиков

Датчики играют важную роль на рынке умной одежды и носимых устройств. Множество сценариев использования этих тканевых датчиков обеспечивает функциональность и преимущества. Вот несколько примеров:

• Мониторинг состояния здоровья

  Носимые медицинские устройства часто включают в себя тканевые датчики. Например, их можно интегрировать в умную подушку, которая может идентифицировать храп и отслеживать положение пользователя во время сна. Затем данные передаются в приложение по Bluetooth, чтобы можно было анализировать качество сна пользователя. Тканевые датчики Bluetooth также могут использоваться для непрерывного мониторинга уровня глюкозы в крови, снижения веса и удаленного мониторинга пациентов.

• Спортивный трекинг и фитнес

  Любители спорта могут использовать тканевые датчики для повышения производительности и предотвращения травм. Например, датчики отслеживания мышц можно вшить в одежду, чтобы получить информацию о мышечной активности, усталости и эффективности. Датчики пота также можно легко прикрепить к внутренней части спортивной одежды, чтобы получить информацию о потере пота и уровне гидратации во время тренировок. Датчики, встроенные в ткани, могут предоставлять обратную связь в реальном времени, чтобы помочь пользователям оптимизировать свои тренировки.

• Техника безопасности труда

  Умная спецодежда имеет тканевые датчики, интегрированные в нее, чтобы повысить безопасность в опасных профессиях. Типичными примерами являются датчики тепла, газа и химического воздействия. Тепловые датчики могут отслеживать колебания температуры у пожарных, а газовые датчики могут обнаруживать потенциально опасные концентрации газа для сотрудников экстренных служб или промышленных рабочих.

• Уход за пожилыми людьми

  Пожилые люди часто нуждаются в специальном наблюдении и помощи для поддержания своей независимости и благополучия. Датчики, размещенные в повседневной одежде, могут помочь в отслеживании местоположения, обнаружении падений и мониторинге жизненно важных показателей. Например, рубашка с тканевым датчиком может отправлять оповещения лицам, осуществляющим уход, если пожилой человек упал или если произошли какие-либо нарушения жизненно важных показателей.

• Отслеживание сна

  Мониторинг и анализ сна сейчас очень важны для многих людей. Датчики, интегрированные в пижаму, могут отслеживать такие параметры, как продолжительность сна, фазы сна и движения тела. Эти данные могут быть проанализированы, чтобы предоставить индивидуальные рекомендации по сну и улучшить качество сна.

• Безопасность детей

  В некоторых случаях мониторинг и определение местоположения детей имеет решающее значение для спокойствия родителей. Тканевые датчики могут быть интегрированы в детскую одежду или аксессуары, чтобы обеспечить функциональность отслеживания. Например, это может предотвратить потерю детей в многолюдных местах или опасных условиях.

Как выбрать тканевые датчики

• Среда использования:

  Среда применения влияет на то, какие тканевые датчики подходят для использования. Как правило, вместо использования тканевых датчиков, которые могут выйти из строя или ухудшиться в чувствительных условиях, лучше использовать те, которые для них подходят.

• Точность и надежность данных:

  При выборе датчика следует учитывать точность и надежность его данных. Например, если вы хотите отслеживать температуру и влажность в интеллектуальной домашней системе, лучше выбрать датчики с высокой точностью и стабильностью.

• Интеграция и совместимость:

  Подумайте о том, может ли выбранный датчик интегрироваться с другими компонентами системы и быть совместимым. Например, при построении системы Интернета вещей может потребоваться выбрать датчик, который может подключиться к определенному протоколу связи, чтобы обеспечить бесперебойную передачу и обмен данными.

• Стоимость и бюджет:

  При выборе датчиков необходимо взвешивать такие факторы, как производительность, качество и стоимость, чтобы выбранные датчики соответствовали установленным бюджетным ограничениям и удовлетворяли потребностям приложения.

• Техническая поддержка и обслуживание поставщика:

  Выбор поставщика, который предоставляет достаточную техническую поддержку и качественное послепродажное обслуживание, может гарантировать, что пользователи получат своевременную помощь и решения, когда им это необходимо, тем самым упрощая проблемы и трудности, возникающие при использовании.

Вопросы и ответы о тканевых датчиках

В: Каковы последние тенденции в области носимых устройств с использованием тканевых датчиков?

О: Основные тенденции включают разработку гибких и легких материалов, которые можно легко интегрировать с электронными компонентами. Системы сбора энергии также привлекают внимание. Они позволяют носимым устройствам генерировать собственную энергию от движения тела. Еще одна тенденция - многофункциональные носимые устройства, которые объединяют несколько тканевых датчиков в одном изделии. Например, умные носки могут одновременно обнаруживать температуру и влажность, чтобы отслеживать здоровье ног. Кроме того, алгоритмы машинного обучения и ИИ используются для анализа данных, собранных с тканевых датчиков, с большей точностью. Это обеспечивает более персонализированную обратную связь для пользователей.

В: Каков прогноз роста рынка тканевых датчиков?

О: Ожидается, что рынок тканевых датчиков будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) около 30% с 2021 по 2026 год. Это обусловлено растущим интересом потребителей к здоровью и фитнесу. Растущий спрос на умные ткани в различных областях применения также способствует росту рынка.

В: Каковы основные проблемы, связанные с тканевыми датчиками?

О: Прочность тканевых датчиков при стирке и регулярном использовании вызывает беспокойство. Обеспечение того, чтобы датчик оставался функциональным после нескольких циклов стирки, является серьезной проблемой. Кроме того, чувствительность и точность тканевого датчика могут быть затронуты износом материала, который связан с его длительным использованием и стиркой.

В: Как работают тканевые датчики давления?

О: Обычно они имеют мягкий субстрат, такой как силикон, полидиметилсилоксан или органический полимер. Этот вид эластичного материала способен деформироваться при приложении силы или давления. Активные слои тканевых датчиков давления обычно представляют собой проводящие наноматериалы, сажу или другие смеси. Когда на датчик прикладывается давление, проводящие пути внутри датчика изменяются, изменяя сопротивление и выходной сигнал.