ارائه روش جديد جهت طراحي نخ‌هاي پيزومقاومتي به منظور استفاده در حسگر فشاري منسوجي تاري-پودي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

پيشرفت در فناوري حسگرهاي الكترونيكي، منجر به توسعه و استفاده از حسگرهاي انعطاف‌پذير در ابزار‌هاي الكترونيكي شخصي، هوش مصنوعي و توليدات صنعتي شده ‌است. حسگرهاي منسوجي به واسطه انعطاف‌پذيري زياد، شكل پذيري سه بعدي، تغيير شكل زياد و راحتي استفاده داراي برتري مي‌باشند. در اين پژوهش نخ‌هاي دو جزئي به صورت مغزي-دورپيچ با استفاده از نخ‌هاي رسانا حاوي الياف فلزي و پلي‌استر با اختلاف رسانايي زياد، طراحي و توليد شد. نخ‌هاي دو جزئي توليد شده به صورت متعامد در حسگر پيزومقاومت استفاده¬ شد. عدم استفاده از مواد شيميايي و وسايل پيچيده، هزينه كم توليد و قابليت توليد زياد و سريع نخ از جمله مزاياي اين حسگر است. خصوصيات الكترومكانيكي نخ دو جزئي پيزومقاومت مورد استفاده تحت شرايط بارگذاري فشاري، كششي، پيچشي، خمشي، شرايط محيطي مختلف و 5 دوره فرايند شستشو مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها بيانگر عدم تاثير تنش‌هاي مكانيكي و شرايط محيطي بر تغيير مقاومت الكتريكي نخ دو جزئي بود. حساسيت حسگر فشاري حاوي نخ‌هاي دو جزئي پيزومقاومت در شرايط بارگذاري فشاري در محدوده وسيع فشار 1 تا 854 كيلوپاسكال، برابر مقدار بيشينه 29/3 به ازاي هر كيلوپاسكال اندازه‌گيري شد. قابليت استفاده از حسگر در شرايط محدوده فشار وسيع و حساسيت بسيار محسوس آن در اين شرايط بيانگر مزاياي خاص اين حسگر پيزومقاومت در كاربردهاي گسترده است. زمان پاسخ و بازگشت 40 ميلي‌ثانيه اندازه‌گيري شده حسگر پيشنهادي، اين حسگر را در زمره حسگرهاي واكنش‌دهنده سريع قرار مي‌دهد. با هدف بررسي توزيع فضايي ومقدار فشار اعمال شده بر مجموعه‌اي از حسگرها، نخ‌هاي دو جزئي پيزومقاومت در قالب ماتريس‌هاي 4×4 در فواصل متفاوت تهيه شدند. در اين پژوهش جهت اندازه‌گيري مقاومت الكتريكي آرايه‌هاي ماتريس متشكل از حسگرهاي طراحي شده، از يك مدار الكترونيك مبتني بر سيستم ترانزيستوري با قدرت سوييچينگ مثبت مشترك به صورت رديفي استفاده شده است. نتايج حاصل از اعمال فشار به ماتريس‌هاي تهيه شده بيانگر مطمئن بودن علامت الكترونيكي خروجي از حسگر مورد آزمايش در فواصل 1 و 2 سانتي‌متري بود. در اين پژوهش همچنين براي اولين بار، پارچه¬ متشكل از ماتريس نخ‌هاي دو جزئي پيزومقاومت به عنوان نخ‌هاي تار و پود توليد شد. مشاهده گرديد رفتار حسگر پيزومقاومت منسوجي مورد آزمايش وابسته به طرح بافت و تراكم‌هاي پارچه است. اعلام شد، طرح بافت ساتن و استفاده از تراكم هاي تاري و پودي زياد سبب ايجاد علامت الكترونيكي خروجي مطمئن‌تر از حسگر مي شود.

224282

تكنولوژي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان