本發明涉及一種用于用在紡織材料件中的傳感器紗線。所述傳感器紗線具有紗芯,所述紗芯的縱向中軸線沿著一種延伸方向延伸。所述紗芯可以單絲地或者由多根纖維或者長絲所構成。所述紗芯優選能夠沿著延伸方向有彈性地拉伸。所述傳感器紗線的可拉伸性可以與一種材料相匹配并且因此可以在很大的范圍內變化,其中將所述傳感器紗線集成到所述材料中。
為了構成電容的構件,第一導體和第二導體相應地螺旋狀地或者蝸狀地相對于所述延伸方向來纏繞。所述傳感器紗線可以構造為捻線或者構造為包線。所述兩根導體因此可以被纏繞在所述紗芯中并且/或者圍繞著所述紗芯來纏繞。所述兩根導體相對于彼此在電方面被絕緣。比如所述兩根導體中的至少一根導體通過圍繞著所述能導電的紗芯的漆層或者涂層來絕緣。
背景技術:
傳感器紗線比如在DE 10 2008 003 122 A1中得到了說明。所述紗線在那里用于檢測醫學的針織品或者編結物中的拉應力。紗線擁有芯線,在一種實施例中包線可以圍繞著所述芯線來纏繞。如果沿著所述紗線的延伸方向將其彎曲或者拉伸,那么所述紗線的電的特性、比如導電性和/電容就發生變化。比如可以使用雙金屬線作為包線。
DE 103 42 787 A1說明了一種能導電的紗線,對于該紗線來說圍繞著芯線盤繞著至少一根能導電的線。
另一種能導電的紗線在DE 10 2006 017 340 A1中得到了公開。此外,圍繞著所述圍繞著芯線來盤繞的、能導電的線纏繞著不傳導的復絲,所述復絲優選應該面狀地放到所述芯線上,從而在紡織材料中的兩根能導電的紗線接觸時不會產生無意的導電的接觸。
目前在極為不同的應用領域內使用傳感的紡織材料。比如這樣的傳感的紡織材料可以檢測壓力、拉力或者類似的力。在許多應用情況中,起作用的力的定位也是有利的或者是必需的。而后,經常將傳感的紗線以緊密的矩陣狀的圖案來添入到所述紡織材料中,從而產生相互交織的傳感的紗線的、二維的圖案。如果在特定的位置上有力作用于這個表面或者有物體接近這個表面,那就可以根據所述傳感的紗線的密度來通過所述傳感的矩陣對所述力或者物體的接近進行定位。
用于這樣的傳感的紡織材料的開銷比較大,由此所述紡織材料相應變得比較昂貴。作為其后果,對于傳感的紡織材料的加工一如既往地較少。
技術實現要素:
因此,對傳感器紗線進行改進可以被視為本發明的任務。
該任務通過一種具有專利權利要求1的特征的傳感器紗線以及一種具有專利權利要求11的特征的傳感器紗線得到解決。
所述按本發明的第一種解決方案規定了一種傳感器紗線,該傳感器紗線可以構造為具有紗芯的包線或者構造為捻線。所述傳感器紗線擁有至少一根第一導體和至少一根第二導體,其中,所述兩根導體中的至少一根導體相對于所述傳感器紗線的延伸方向螺旋狀纏繞。所述兩根導體在此可以交織地并且/或者相應地用同一種線匝斜度并排地無交織地被纏繞到所述紗芯上或者所述紗芯可以具有或者形成所述兩根導體之一(包線)。對于捻線來說,一根或者兩根導體可以螺旋狀地來纏繞。
所述兩根導體相對于彼此在電方面被絕緣,由此所述由至少一根第一導體和至少一根第二導體構成的導體對與另外的紗線組成部分、比如與所述紗芯一起構成一個電容的構件。所述另外的紗線組成部分或者所述紗芯代表著所述電容的構件的電介質。
這個電容的構件的特征在于,其每長度單位的電容沿著所述紗芯的延伸方向并且由此沿著所述傳感器紗線的延伸方向而變化。可以連續地并且/或者分階段地或者分段地設置所述電容的構件的、每長度單位的電容的變化。比如所述電容的構件可以具有沿著延伸方向彼此先后相隨的、具有不同的電容的紗線區段。在此,紗線區段中的、每長度單位的電容可以是恒定的。也可以至少分段地連續地改變所述電容的構件的每長度單位的電容,比如首先連續地從所述每長度單位的電容的最小值一直提高到最大值并且/或者從所述每長度單元的電容的最大值一直降低到最小值。所述每長度單位的、連續地或者分段地變化的電容的量化值可以自所述傳感器紗線的特定的紗線長度起重復。
所述傳感器紗線的兩個任意的區段擁有每長度單位的、彼此有別的電容,如果它們以相同的長度具有彼此不同的總電容。
用所述傳感器紗線可以檢測作用于所述傳感器紗線的力、比如壓力和/拉力、力的變化、用液態的或者蒸汽狀的介質進行介質加載的情況或者物體的接近、(由于所述傳感器紗線的長度變化引起的)溫度變化或者類似參量。
通過所述每長度單位的、沿著延伸方向有針對性地變化的電容,可以實現沿著延伸方向的分辨率。因為有待感測的、對所述傳感器紗線的影響現在不僅僅取決于所述影響的類型和量,而且也取決于位置,在該位置上對所述傳感器紗線產生影響。比如,特定長度的傳感器紗線的總電容取決于:所述電容的構件在所述影響的位置上具有每長度單位的何種電容。由此,通過所述按本發明的第一種解決方案的傳感器紗線,可以提供一種傳感的紡織材料件,對于該紡織材料件來說所述傳感器紗線再也不能交織地布置在矩陣中,而是只能彼此平行地沿著一種方向來布置。在出現有待感測的影響時,被織入到所述紡織材料件中的傳感器紗線的總電容發生變化。通常比如在接觸所述紡織材料件時或者在接近所述紡織材料件時,多根傳感器紗線的總電容受到不好的影響。因為傳感器紗線的、每個電容的傳感器的、沿著延伸方向的電容發生變化,由此可以從中實施定位。傳感的紡織材料件的制造通過所述按本發明的傳感器紗線明顯地得到簡化。尤其在一個唯一的側面上與傳感的紡織材料件進行電接觸就已足夠,因為所述傳感器紗線再也不必像以往一樣交織地朝兩個方向上下疊放。由此,傳感的紡織材料的制造明顯地得到簡化。
優選所述電容的構件的、在第一紗線區段中的、每長度單位的電容不同于在所述傳感器紗線的另一個第二紗線區段中的、每長度單位的電容。尤其可以存在至少兩個紗線區段,為所述至少兩個紗線區段分別分配了每長度單位基本上恒定的電容。比如所述第一紗線區段可以具有每長度單位的第一電容,所述第二紗線區段可以具有每長度單位的第二電容,第三紗線區段可以具有每長度單位的第三電容等等。在這樣的、具有每長度單位的不同的電容的紗線區段之間,可以分別存在一個過渡區段,在所述過渡區段中所述電容連續地變化。在取決于通過何種措施來改變所述每長度單位的電容的情況下,出于制造技術上的原因而可能有必要的是,設置這樣的過渡區段。因為并不總是可以在所述傳感器紗線的一個位置上可以這樣說類似跳躍地擴大或者減小所述每長度單位的電容。
沿著延伸方向的、每長度單位的電容的變化在一種實施例中為至少0.03pF并且/或者最大250pF。比如可以存在兩個或者更多個紗線區段,其中,所述電容在彼此先后相隨的紗線區段-連同可能處于其之間的過渡區段-之間相應地以至少0.03pF的幅度進行變化。具有每長度單位的最小的電容的紗線區段與具有每長度單位的最大的電容的紗線區段之間的差可以高達250 pF或者更大。
為了改變所述電容的構件的、沿著延伸方向的、每長度單位的電容,可以設置一項或者多項措施。在一種實施例中,每長度單位的電容的變化可以通過以下方式來實現:設置了所述紗芯的、每長度單位的、線匝的數目的變化。作為替代方案或者補充方案,也可以設置所述至少一根第一導體和/或至少一根第二導體的、螺旋狀的繞組的、斜度的變化。所述兩根導體的、螺旋狀的繞組的斜度可以在共同的紗線區段中具有同一個量和/或同一個數值。當然也可能的是,所述兩根導體的斜度在共同的紗線區段中由所述量和/或所述數值看來為不同的大小。
一種作為補充方案或者替代方案的、用于改變所述電容的構件的每長度單位的電容的措施可以通過以下方式來實現:所述紗芯的、沿著延伸方向的相對介電常數有變化。這比如可以通過以下方式來進行:為所述紗芯使用不同的、具有相應其它的相對介電常數的材料或者材料組合。比如,用于制造所述紗芯的塑料可以分段地與至少一種另外的材料相組合或者用其來摻雜,用于改變所述相對介電常數。通過所述材料和/或相對于所述紗芯的基材的摻雜的份額,可以實現所述相對介電常數的變化。
在一種實施例中,所述紗芯可以包含聚合材料或者由聚合材料制成。比如所述紗芯可以具有聚氨酯并且在一種實施例中由彈性纖維制成。所述至少一個第一導體和/或所述至少一個第二導體可以包含金屬并且比如由金屬絲、尤其是銅絲制成。所述金屬絲為了進行電的絕緣而可以設有漆層或者涂層。所述導體優選擁有最大0.1mm的直徑。
所述至少一根第一導體和/或所述至少一根第二導體在一種實施例中可以分別在多頭的螺線中圍繞著所述紗芯來伸展。
作為至此所描述的實施方式的替代方案,所述兩根導體也可以分別通過一個被施加到所述紗芯上的導線層來構成,其中,所述導線層相對于彼此在電方面被絕緣。通過所述紗芯的和/或額外的層的電介質,可以改變每長度單位的電容。作為替代方案或者補充方案,也可以改變所述導線層中的至少一個導線層的外形以及尤其是其層厚度,用于改變所述每長度單位的電容。
在按本發明的第二種解決方案中,所述傳感器紗線的、沿著延伸方向的電容可以如上面所描述的那樣來變化或者作為替代方案也可以是恒定的。在這種實施方式中,所述傳感器紗線具有光敏的材料。所述光敏的材料比如可以是紗芯的組成部分或者布置在所述紗芯上。所述光敏的材料可以通過一種或者兩種下面所描述的效應來改變所述傳感器紗線的電容的構件的總電容:
a)所述光敏的材料是光致伸縮的材料,并且在入射到所述傳感器紗線上的光的強度變化時引起所述傳感器紗線的、沿著延伸方向和/或斜向于或者橫向于延伸方向的長度變化。
b)在入射到所述傳感器紗線上的光的強度變化時,所述光敏的材料改變其相對介電常數。
由此,所述傳感器紗線的電容的構件的總電容發生變化。由此可以探測到入射到所述傳感器紗線上的光。
為了獲得在b)下面所描述的效應,比如可以使用用銅來摻雜的硫化鋅(ZnS:Cu)或摻雜的半導體材料。所述材料中的、有限制地活動的自由的電荷根據所述光入射的強度來形成電場中的偶極,由此所述相對介電常數以及由此所述能夠測量的總電容發生變化。
所述光致伸縮的材料可以是一種聚合材料和/或一種半導體材料和/或一種鐵電性的材料和/或一種磁性的材料和/或一種磁電的材料。比如所述紗芯可以由用半導體材料來摻雜的聚合材料制成。所述聚合材料作為用半導體材料來摻雜的方案的補充方案或者替代方案也可以用其它合適的材料、比如用鉍鐵素體來摻雜。
一種傳感的紡織材料件可以具有至少一根按照所述按本發明的第一種解決方案的傳感器紗線和/或至少一根按照所述按本發明的第二種解決方案的傳感器紗線。所述紡織材料件可以構造為針織物或者構造為織物。所述傳感器紗線比如可以作為緯線或者作為經線被加入到織物中。所述傳感器紗線也可以被嵌入到織物或者針織物中并且通過非傳感的紗線或者線被保持在紡織材料中。優選所述傳感器紗線在此無交織地沿著所述紡織材料的方向、優選沿著所述緯線的方向來布置。對于針織物來說,可以將所述至少一根傳感器紗線比如作為底線來添入。
附圖說明
本發明的優選的實施方式從從屬的專利權利要求、說明書和附圖中獲得。說明書借助于實施例對本發明的重要的特征進行解釋。下面借助于附圖對所述實施例進行詳細解釋。附圖示出:
圖1a是具有電容的構件的傳感器紗線的示意性的部分圖示;
圖1b是所述電容的構件的、電的等效線路圖;
圖2是按照本發明的一種實施例的、傳感器紗線的示意性的部分圖示;
圖3是按照本發明的另一種實施例的、傳感器紗線的示意性的部分圖示;
圖4a和4b是一種具有光致伸縮的材料的傳感器紗線的示意性的部分圖示;
圖4c是另一種具有光敏的材料的傳感器紗線的示意性的部分圖示;
圖5是作為具有多根傳感器紗線的針織物的、紡織材料件的示意圖;
圖6是以具有多根按照本發明的一種實施例的傳感器紗線的織物的形式構成的紡織材料件的示意圖;并且
圖7和8分別是傳感器紗線的一種改動過的實施例的示意圖。
具體實施方式
在圖1到4中以示意性的部分圖示示出了傳感器紗線10的實施例。所述傳感器紗線10具有一根沿著延伸方向E延伸的紗芯11。所述紗芯11可以是單絲或者通過多根纖維或者長絲來構成。它可以由一種唯一的統一的材料構成或者由多種材料的組合來構成。在所述實施例中,所述紗芯11具有聚合的材料。所述紗芯11優選能夠沿著延伸方向E有彈性地拉伸并且可以沿著延伸方向E有彈性地被拉伸。在所述傳感器紗線10的特定的實施例中,所述紗芯11可以沿著延伸方向E具有不同的材料和/或不同的材料組合和/或材料組合的材料的不同的份額,后面還要對此進行詳細探討。
圍繞著所述紗芯11纏繞著至少一根第一導體12和至少一根第二導體13。在這里所示出的實施例中,分別僅僅示出了一根唯一的第一導體12和一根唯一的第二導體13。在相對于這種方案的改動方案中,也可能分別存在多根第一導體12或者第二導體13。
所述導體12、13具有能導電的材料、尤其是金屬,或者由這樣的材料制成。在所述實施例中,所述導體12、13由金屬絲、優選由銅絲制成。為了避免所述兩根導體12、13之間以及所述導體12、13與所述紗芯11之間的電連接,所述導體12、13在其外表面上具有電絕緣的涂層或者電絕緣的漆層。所述導體比如擁有0.1mm或者0.2mm以下的直徑。
所述第一導體12和所述第二導體13比如形成導體對14。所述導體對14是電容的構件15的組成部分。特定長度的傳感器紗線的、電容的構件15擁有總電容CG。在圖1b中示出了用于所述具有電容的構件15的傳感器紗線10的電的線路圖。
所述電容的構件15的電容取決于所述傳感器紗線10的設計上的構造。所述傳感器紗線10可以以幾乎任意的長度來制造并且可以被卷繞到線軸上。在將所述傳感器紗線10添入到紡織材料件16中時,特定長度的傳感器紗線10擁有所述總電容CG。在比如通過力、比如壓力或者拉力向所述傳感器紗線10加荷時,這個總電容CG發生變化。由于所述用作用于電容的結構元件15的電介質的紗芯11的長度變化和/或所述至少一根第一導體12的、相對于所述至少一根第二導體13的相對移動,所述總電容CG會發生變化。由此,所述傳感器紗線代表著電容的傳感器。通過從所述傳感器紗線10的一個端部在電方面連接到所述兩根導體12、13上的測評單元17,可以檢測當前的總電容CG。從中可以求得對所述傳感器紗線10的影響。作為能夠感測的、對所述傳感器紗線10的影響,可以檢測以下影響中的一種或者多種影響:
-力、比如壓力和/或拉力或者力的變化;
-用液態的或者蒸汽狀的介質進行的介質加載;
-物體的接近;
-溫度變化;
-并且在構造傳感器紗線時也用電磁波、尤其是用光來進行輻射。
在圖2和3中示出了所述傳感器紗線10的第一種實施方式,所述第一種實施方式被稱為第一傳感器紗線10a。對于所述第一傳感器紗線10a來說,所述電容的構件15擁有所述傳感器紗線的、每長度單l位的、沿著延伸方向E變化的電容C1。所述每長度單位l的電容C1表明所述電容的構件15的、在所述傳感器紗線10的觀察點處的電容,其中,這種每長度單位l的電容C1沿著延伸方向E變化。所述總電容CG由此不僅取決于傳感器紗線10的、沿著延伸方向E的長度,而且額外地在空間上沿著延伸方向E而變化。傳感器紗線10的兩個一樣長的區段由此可以具有不同大小的總電容CG。
在圖2和3所示出的實施例中,所述每長度單位1的電容C1分段地變化。僅僅示范性地分別示出了第一紗線區段21、第二紗線區段22以及第三紗線區段23。在所述紗線區段21、22、23中的每個紗線區段中,所述傳感器紗線10或者其電容的構件15都具有其它的、每長度單位1的電容C1。在這里所示出的實施例中,每長度單位1的電容C1在相應的紗線區段21、22、23中基本上是恒定的。比如所述傳感器紗線10在所述第一紗線區段21中擁有每長度單位1的第一電容C11、在所述第二紗線區段22中擁有每長度單位1的第二電容C12并且在所述第三紗線區段23中擁有每長度單位1的第三電容C13。
在相對于每長度單位l的分段地恒定的電容C1的改動方案中,所述每長度單位1的電容C1也可以至少分段地連續地擴大或者減小。比如,所述每長度單位L的電容C1可以從比如10pF的最小值連續地一直擴大到250pF的最大值或者更大并且/或者相反從所述最大值連續地一直減小到所述最小值。這樣的連續地變化的區段也可以彼此先后相隨地被設置在所述傳感器紗線10中。
所述每長度單位1的電容C1的、沿著延伸方向E數值變化在所述第一傳感器紗線10a的、在圖2中示出的實施方式中通過以下方式來實現:所述螺旋狀纏繞的第一導體12的和/或第二導體13的螺旋線匝的斜度S相對于所述延伸方向E、也就是所述傳感器紗線10的縱向中軸線有變化。在所述第一紗線區段21中,所述兩根導體12、13的螺旋線匝的斜度S具有第一斜度值S1。相應地,所述第一和第二導體12、13的螺旋線匝的斜度S在所述第二紗線區段22中具有第二斜度值S2并且在所述第三紗線區段23中具有第三斜度值S3。隨著所述斜度值的增加,每長度單位的線匝的數目降低并且因此所述每長度單位的電容C1也降低。所述斜度值在相應的紗線區段21、22、23中基本上是恒定的。因為兩個沿著延伸方向相鄰的紗線區段21與22之間或者22與23之間的斜度出于制造技術上的原因而經常不能跳躍性地變化,所以在兩個相鄰的紗線區段21與22之間或者22與23之間分別存在一個過渡區段24。在這個過渡區段24中,連續地提高或者降低所述第一導體12和/或所述第二導體13的斜度,用于提供所述相應的斜度值S1與S2之間或者S2與S3之間的過渡區。如果通過所述傳感器紗線10的制造過程可以制造在兩個具有不同的斜度值的紗線區段21、22之間具有跳躍性地變化的斜度的過渡點,這些過渡區段24也可以可選地省去。
在所述第一傳感器紗線10a的、在圖2中所示出的實施例中,用于所述兩根導體12、13的斜度值是一樣大,但是擁有不同的符號。由此在所述兩根導體12、13的繞組中相應地形成交織點。并非強制必需的是,用于所述兩根導體12、13的斜度值在紗線區段21中是一樣大的,相反,所述兩根導體12、13的斜度值也可以彼此不同。此外,也可以在兩個相鄰的、具有每長度單位1的不同的電容C1的紗線區段之間僅僅改變所述第一導體12或者第二導體13的斜度。
在圖3中示出了另一種用于改變用于所述電容的結構元件15的、每長度單位1的電容C1的可行方案。在這種實施方式中,所述兩根導體12、13的繞組的斜度可在不同的紗線區段21、22、23中基本上保持不變。為了改變所述每長度單位的電容C1,比如改變所述相對介電常數或者介電常數ε。為此,要分段地改變所述比如通過紗芯11構成的電介質。所述紗芯11比如在所述第一紗線區段21中擁有第一相對介電常數ε1,在所述第二紗線區段22中擁有第二相對介電常數ε2并且在所述第三紗線區段23中擁有第三相對介電常數ε3。所述不同的相對介電常數通過所述紗線區段21、22、23中的不同的材料或者材料成分來實現。比如所述紗芯11可以具有至少分段地摻雜的基材。在此有用的是,所述基材的相對介電常數足夠地、比如以至少10到30%的幅度有別于有待添加的摻雜材料。為了改變所述相對介電常數ε,比如可以相對于所述基材來擴大所述摻雜材料的份額。作為對此的補充方案或者替代方案,也可以在所述不同的紗線區段21、22、23中使用不同的摻雜材料或者摻雜材料的不同的組合。
在這里所描述的優選的實施例中,將改變所述相對介電常數的材料作為摻雜材料加入到所述紗芯11的基材中。此外,也可以設置將所述紗芯11和所述導體12、13包裹的涂層,所述涂層包含改變所述相對介電常數的材料或者由這樣的材料構成。
在一種未明確示出的實施例中,此外可能的是,為了改變所述每長度單位1的電容C1而不僅改變所述相對介電常數ε而且改變所述線匝的斜度并且因此將所述第一傳感器紗線10a的、在圖2和3中示出的并且在上面所描述的實施例彼此組合起來。
借助于所述第一傳感器紗線10,可以制造如示意性地在圖5和6中示出的那樣的、傳感的紡織材料件16。借助于所述傳感器紗線10可以檢測影響、比如力的作用、比如壓力和/或拉力、通過液態的介質比如水引起的影響、物體的接近等等。因為所述傳感器紗線10的、沿著延伸方向E的每長度單位L的電容C1發生變化,由此通過所述傳感器紗線10就已經提供位置信息,通過所述位置信息可以檢測所述影響的位置。尤其如果所述傳感器紗線10中的多根傳感器紗線在紡織材料件16中彼此平行地布置,那么所述影響通常不僅僅影響單根的傳感器紗線10的總電容CG,而且影響多根傳感器紗線10的總電容CG。通過對于變化的總電容CG的組合的測評,可以就對于所述紡織材料件16的影響進行非常精確的定位,而不必矩陣狀地布置具有交織點的傳感器紗線10。這具有以下優點:僅僅必須在一側上在電方面與所述紡織材料件16相接觸,用于與所述測評單元17相連接。這顯著地簡化了傳感的紡織材料件16的構造。
如在圖5和6中大為簡化地示出的那樣,所述紡織材料件16可以是針織品、比如編結物或者針織物(圖5)或者是織物(圖6)。對于所述在圖5中示出的針織物來說,所述傳感器紗線10作為底線被嵌入到所述針織物中并且不參與成圈過程本身。在圖6所示出的實施例中,所述傳感器紗線10作為緯線被添入到織物中。在此,在取決于應用情況的情況下在兩根傳感器紗線10之間分別織入一根或者多根傳統的、非傳感的紡紗25。紡織材料件16中的傳感器紗線的數目和密度取決于具體的應用情況。
所述紡織材料件16除了所述平行地布置的傳感器紗線10之外具有一根或者多根傳統的紡紗25。所述非傳感的紡紗25可以用于進行成圈(圖5)或者用作緯線和經線(圖6)。
圖5和6中的圖示不按比例并且僅僅為示意圖。所述傳感器紗線10可以具有與其它的所使用的紡紗25相同的或者不同的支數(纖度)。
在圖4a和4b中示出了所述傳感器紗線10的第二種實施例,所述傳感器紗線被稱為第二傳感器紗線10b。對于所述第二傳感器紗線10b來說,與所述第一傳感器紗線10a不同的是,所述傳感器紗線10的電容的結構元件15所具有的、每長度單位1的電容C1可以基本上是恒定的。但是也可以像在所述第一傳感器紗線10a中一樣設置每長度單位1的、沿著延伸方向E變化的電容C1。
所述第二傳感器紗線10b包含光敏的材料30。這種光敏的材料30可以在任意的位置被安置在所述傳感器紗線10上或者被加入到所述傳感器紗線10中。在這里所描述的優選的實施例中,所述光敏的材料30作為摻雜材料被加入到所述紗芯11的基材中。作為對此的替代方案,所述紗芯11也可以由光敏的材料構成。此外,也可以設置將所述紗芯11和所述導體12、13包裹的涂層,所述涂層包含所述光敏的材料30或者由這樣的材料構成。
借助于圖4a和4b可以示意性地看出,通過用光L對所述第二傳感器紗線10b進行輻射的做法通過光致伸縮來引起所述紗芯11的長度變化。在用光L來輻射所述第二傳感器紗線10b時,長度區段A的長度示范性地以差d為幅度進行變化。這繼而引起所述用光L來輻射的傳感器紗線10的總電容CG的變化。如果所述入射的光L的強度變化,那么所述總電容CG也變化。
比如可以使用聚合材料、半導體材料、鐵電性的材料、磁性的材料或者磁電的材料作為光致伸縮的材料30。比如可以將鉍鐵素體用作光致伸縮的材料。
在光敏的第二傳感器紗線10b的、在圖4c中示出的實施例中,沒有進行長度變化(光致伸縮)。相反地,在那里如此選擇所述光敏的材料,從而通過所述光的強度來產生所述相對介電常數的變化。比如可使用摻雜的半導體材料、比如用銅摻雜的硫化鋅(ZnS:Cu)。根據所述光強度,在所述電場中形成偶極并且所述相對介電常數發生變化,這繼而改變了所述第二傳感器紗線10b的能夠檢測的總電容。
所述光敏的第二傳感器紗線10b由此可以用于探測入射的光L的存在或者強度變化。比如由此可以實現照明傳感器或者也可以實現亮度傳感器。這樣的傳感器可以借助于所述傳感器紗線10b來集成到遮光紡織品、比如太陽卷簾或者類似物件中,所述遮光紡織品根據太陽入射來運動到其移出的或者移入的位置中。因此,所述傳感裝置可以是遮陽卷簾的集成的組成部分并且可以放棄單獨的傳感器。
對于所述兩根傳感器紗線10a、10b來說,所述兩根導體之一、比如所述第二導體13也可以通過所述紗芯11來構成(圖7)。所述傳感器紗線10a、10b也可以在沒有紗芯11的情況下構造為捻線(圖8)。如果不存在紗芯11,所述兩根導體12、13就可以與其它的長絲(圖8中的陰影線)相組合,一起用于形成所述捻線。
在所述第一傳感器紗線10a的所有實施方式中并且優選也在所述第二傳感器紗線10b中,所述兩根導體中的至少一根導體螺旋狀地相對于所述延伸方向E來纏繞。
所述第一傳感器紗線10a和所述第二傳感器紗線10b也可以一起被裝入在紡織材料件16中,如果不僅應該檢測光L的影響而且應該檢測物體接近所述紡織材料件16的情況和/或對所述紡織材料件16的力的作用和/或通過液態的或者蒸汽狀的介質引起的影響和/或其它的、對傳感器紗線10的總電容CG產生影響的作用。
本發明涉及一種具有紗芯11的傳感器紗線10,圍繞著所述紗芯11螺旋狀地纏繞著第一導體12以及第二導體13。所述兩根導體12、13相對于彼此并且相對于所述紗芯11在電方面被絕緣。所述兩根導體12、13與所述紗芯11形成電容的結構元件15。對于第一傳感器紗線10a來說,所述每長度單位的電容C1沿著所述傳感器紗線的延伸方向E來變化。這可以通過所述第一導體12或者第二導體13的繞組幾何形狀中的變化或者通過所述傳感器紗線10的相對介電常數ε的變化來進行。第二傳感器紗線10b具有光敏的材料30,從而通過入射的光L可以引起長度變化。所述傳感器紗線10a、10b的長度變化或者其它的變形引起以下結果:所述相關的傳感器紗線10a、10b的總電容CG發生變化,這可以通過測評單元17來檢測。
附圖標記譯文:
10 傳感器紗線
10a 第一傳感器紗線
10b 第二傳感器紗線
11 紗芯
12 第一導體
13 第二導體
14 導體對
15 電容的構件
16 紡織材料件
17 測評單元
21 第一紗線區段
22 第二紗線區段
23 第三紗線區段
24 過渡區段
25 紡紗
30 光敏的材料
A 長度區段
C1 每長度單位的電容
C11每長度單位的第一電容
C1 2每長度單位的第二電容
C1 3每長度單位的第三電容
CG 總電容
d 差
E 延伸方向
ε 相對介電常數
ε1 第一相對介電常數
ε2 第二相對介電常數
ε3 第三相對介電常數
l 長度單位
L 光
S1 第一斜度值
S2 第二斜度值
S3 第三斜度值