6、智能可穿戴个人防护设备中压阻织物的动态测试

智能可穿戴个人防护设备中压阻织物的动态测试

1. 引言

在防护智能服装领域，对穿戴者生命体征和空间位置的监测已得到深入研究，但对危险事件（如与异物碰撞）的监测解决方案研究较少。集成在个人防护设备（PPE）中的矩阵压力传感器可用于监测此类风险。压力传感器的工作原理有多种，包括电容式、压电式、摩擦电式和压阻式。本研究聚焦于压阻式传感器，因其采样率高且结构简单。当180 - 360克的撞击物以6米/秒的速度撞击时，撞击持续时间为6 - 10毫秒，因此需要至少几千赫兹的采样率来收集足够的数据点。

压阻式传感器的核心是压阻材料，通过测量其电阻率的变化来评估施加的力。常见的压阻材料有Velostat或Linqstat薄膜，但它们不透气，不适合PPE所需的解剖学3D形状。考虑到PPE的应用和与纺织结构的兼容性，本研究选择了EeonTex LTT - SLPA 60 kΩ导电聚合物涂层针织面料和Sefar Carbotex 03 - 120CF/03 - 160CF/03 - 205CF碳/聚酯机织面料，还将它们的性能与一种专有针织压阻面料进行了比较。

配备监测系统的PPE，将为在偏远地区或有飞行物体风险环境中工作的人员（如急救人员、矿工、采石工人、屋顶工、建筑工人等）的安全和健康保护带来极大益处。此前研究探索了这些面料在缓慢变化负载下的电物理特性，而它们在动态负载（如与异物的脉冲式撞击）下的行为由于材料结构的不同而有很大差异。

2. 材料与方法

2.1 材料

为了选择适用于可穿戴PPE撞击检测的材料，选择了几种纺织压阻材料进行测试，这些材料可轻松定制并集成到纺织结构（如背心或夹克）中。
- Eeon