CZ2019543A3

CZ2019543A3 - Equipment for measuring the electrical parameters of conductive textiles

Info

Publication number: CZ2019543A3
Application number: CZ2019-543A
Authority: CZ
Inventors: Marek Neruda; Lukáš VOJTĚCH; Václav Papež; Karel Dušek; Tomáš TICHÝ; Kateřina Rydlová
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-10-14
Also published as: CZ308514B6

Abstract

Vynález se týká zařízení pro měření elektrických parametrů vodivé textilie, které obsahuje držák (1) s upínacím elektrodovým systémem, který se skládá z magnetických kontaktních ploch (2a) a (2b) oddělených izolací (4) od držáku (1), nad kterými jsou umístěny magnety (3a) a (3b) a mezi nimi je mezera pro umístění vodivé textilie (5). Magnetické kontaktní plochy (2a) a (2b) jsou opatřeny měřičem elektrických parametrů textilie (5). Držák (1) může být opatřen zařízením pro změnu vzdálenosti alespoň jedné pohyblivé kontaktní plochy (2a) od druhé kontaktní plochy (2b) a snímačem (8) síly působící na textilii (5).The invention relates to a device for measuring the electrical parameters of a conductive fabric, comprising a holder (1) with a clamping electrode system, which consists of magnetic contact surfaces (2a) and (2b) separated by insulations (4) from the holder (1) magnets (3a) and (3b) are placed and between them there is a gap for placing the conductive fabric (5). The magnetic contact surfaces (2a) and (2b) are provided with a meter of electrical parameters of the fabric (5). The holder (1) may be provided with a device for changing the distance of the at least one movable contact surface (2a) from the second contact surface (2b) and a force sensor (8) acting on the fabric (5).

Description

Zařízení pro měření elektrických parametrů vodivé textilieEquipment for measuring electrical parameters of conductive textiles

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká zařízení pro měření elektrických parametrů vodivých textilií.The invention relates to a device for measuring the electrical parameters of conductive textiles.

Dosavadní stav technikyPrior art

V současné době se při měření elektrických parametrů, jako je zejména elektrický odpor a vodivost elektricky vodivých textilií používají různé elektrodové systémy, kdy je mnohdy problém s vhodným kontaktováním elektrod na vodivou textilii. Elektrody se většinou na textilii kontaktují mechanicky, např. pomocí kovového pásku s vývody, který je případně přitlačován k textilii definovanou silou. Dále se využívá nanesení vodivých vrstev, například sítotiskem, přímo na textilii s následným kontaktováním těchto vrstev. Přičemž je snaha o to, aby elektrody měly dobrý elektrický kontakt s textilií, nevznikal příliš velký přechodový odpor a elektrické parametry odpovídaly měřené textilii. Další problematikou, speciálně u elastických textilií, je změna elektrických parametrů, která nastává s jejich deformací - natažení, kroucení, apod. Z tohoto pohledu je brán ohled nato, za jakých podmínek je textilie měřena.At present, various electrode systems are used in the measurement of electrical parameters, such as in particular the electrical resistance and conductivity of electrically conductive textiles, where there is often a problem with the appropriate contacting of the electrodes to the conductive fabric. The electrodes are usually contacted mechanically on the fabric, for example by means of a metal strip with terminals, which is optionally pressed against the fabric by a defined force. Furthermore, the application of conductive layers, for example by screen printing, directly on the fabric is used, followed by contacting these layers. While the effort is for the electrodes to have good electrical contact with the fabric, there was not too much transient resistance and the electrical parameters corresponded to the measured fabric. Another issue, especially with elastic textiles, is the change in electrical parameters that occurs with their deformation - stretching, twisting, etc. From this point of view, the conditions under which the fabric is measured are taken into account.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro měření elektrických parametrů vodivé textilie, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je držák s upínacím elektrodovým systémem, který se skládá z magnetických kontaktních ploch oddělených izolací od držáku, nad kterými jsou umístěny magnety a mezi nimi je mezera pro umístění vodivé textilie. Magnetické kontaktní plochy jsou opatřeny měřičem elektrických parametrů textilie. Měřič elektrických parametrů textilie s výhodou obsahuje zdroj konstantního proudu a voltmetr.The above drawbacks are largely eliminated by the device for measuring the electrical parameters of a conductive fabric, according to the present invention. Its essence is a holder with a clamping electrode system, which consists of magnetic contact surfaces separated by insulation from the holder, above which are placed magnets and between them there is a gap for placing a conductive fabric. Magnetic contact surfaces are equipped with a meter of electrical parameters of the fabric. The fabric electrical meter preferably comprises a constant current source and a voltmeter.

Držák je s výhodou opatřen zařízením pro změnu vzdálenosti alespoň jedné pohyblivé kontaktní plochy od druhé kontaktní plochy a snímačem síly působící na textilii a alespoň jedna z magnetických kontaktních ploch může být umístěna pohyblivě vůči druhé kontaktní ploše. Pohyblivá magnetická kontaktní plocha je s výhodou od druhé magnetické kontaktní plochy vzdálená v přesně definovaných vzdálenostech. Kontaktní elektrodový systém má s výhodou pracovní plochy opatřeny tvarováním a/nebo je opatřen přítlačnými prvky pro zabránění prokluzování textilie.The holder is preferably provided with a device for changing the distance of the at least one movable contact surface from the second contact surface and a force sensor acting on the fabric, and at least one of the magnetic contact surfaces can be movably located relative to the second contact surface. The movable magnetic contact surface is preferably spaced from the second magnetic contact surface at precisely defined distances. The contact electrode system preferably has work surfaces provided with shaping and / or is provided with pressure elements to prevent the fabric from slipping.

Protější dvojice elektrod a magnetů mohou být spolu vzájemně propojeny pro měření objemového odporu textilie, nebo protější dvojice elektrod a magnetů mohou být spolu vzájemně odděleny, přičemž jsou magnety alespoň na styčných plochách s vodivou textilií opatřeny izolací, pro měření povrchového odporu textilie.Opposite pairs of electrodes and magnets may be interconnected to measure the volume resistance of the fabric, or opposite pairs of electrodes and magnets may be separated from each other, the magnets being insulated at least at the conductive fabric interfaces to measure the surface resistance of the fabric.

Podstatou vynálezu je využití magnetického elektrodového systému pro kontaktování vodivých textilií, včetně držáku, který definuje, za jakých podmínek, z pohledu působící síly na vzorek textilie, je vodivá textilie měřena. Vynález umožňuje rychlé měření elektrických parametrů vodivých textilií, včetně jejich snadného uchycení do elektrodového systému. Uspořádání elektrod a magnetů kontaktního elektrodového systému umožňuje měření odporu dvoj bodovou nebo přesnější čtyřbodovou metodou.The essence of the invention is the use of a magnetic electrode system for contacting conductive fabrics, including a holder, which defines under which conditions, from the point of view of the force acting on the fabric sample, the conductive fabric is measured. The invention allows fast measurement of electrical parameters of conductive textiles, including their easy attachment to the electrode system. The arrangement of the electrodes and magnets of the contact electrode system allows the measurement of resistance by a two-point or more accurate four-point method.

-1 CZ 2019 - 543 A3-1 CZ 2019 - 543 A3

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Zařízení pro měření elektrických parametrů vodivých textilií podle tohoto vynálezu je podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresů na obr. 1, kde je znázorněno schéma příkladného zařízení.The device for measuring the electrical parameters of conductive textiles according to the invention is described in more detail in a specific exemplary embodiment with the aid of the accompanying drawings in Fig. 1, where a diagram of an exemplary device is shown.

Příklad uskutečnění vynálezuExample of an embodiment of the invention

Nosnou konstrukcí zařízení je kovový držák J. vybavený na protilehlých koncích upínacím elektrodovým systémem, který se skládá z magnetických kontaktních ploch 2a a 2b, na které se umísťují magnety 3a a 3b. Kontaktní plochy 2a a 2b elektrodového systému jsou od držáku 1 odděleny izolací 4, aby nedocházelo při měření ke zkratu.The supporting structure of the device is a metal holder J. equipped at opposite ends with a clamping electrode system, which consists of magnetic contact surfaces 2a and 2b, on which magnets 3a and 3b are placed. The contact surfaces 2a and 2b of the electrode system are separated from the holder 1 by an insulation 4 to prevent a short circuit during the measurement.

Mezi magnetické kontaktní plochy 2a a 2b a magnety 3a a 3b se vkládá vodivá textilie 5, u které se měří elektrické parametry, přičemž je splněna podmínka, že šířka měřené vodivé textilie 5 je menší než délka magnetických kontaktních ploch 2a a 2b a/nebo magnetů 3a a 3b. Postup je takový, že po vložení textilie 5 na magnetické kontaktní plochy 2a a 2b se vzorek textilie 5 přichytí pomocí magnetů 3a a 3b.A conductive fabric 5 is inserted between the magnetic contact surfaces 2a and 2b and the magnets 3a and 3b, in which the electrical parameters are measured, provided that the width of the measured conductive fabric 5 is less than the length of the magnetic contact surfaces 2a and 2b and / or magnets. 3a and 3b. The procedure is such that after inserting the fabric 5 on the magnetic contact surfaces 2a and 2b, the sample of fabric 5 is attached by means of magnets 3a and 3b.

Držák 1 je dále opatřen zařízením pro změnu vzdálenosti alespoň jedné pohyblivé kontaktní plochy 2a od druhé kontaktní plochy 2b tvořeným šroubem 6 a vodícími lištami 7, které slouží k napínání textilie 5. Součástí zařízení je snímač 8 síly, který sleduje velikost síly působící na textilii 5 v průběhu měření. Síla měřená snímačem 8 síly pak definuje podmínky měření.The holder 1 is further provided with a device for changing the distance of at least one movable contact surface 2a from the second contact surface 2b formed by a screw 6 and guide rails 7, which serve to tension the fabric 5. The device includes a force sensor 8 which monitors the amount of force acting on the fabric 5. during the measurement. The force measured by the force sensor 8 then defines the measurement conditions.

Po nastavení požadované síly indikované snímačem 8 síly se magnety 3a volně položí na vodivou textilii 5 v místech magnetických kontaktních ploch 2a. Elektrické parametry jsou měřeny například čtyřbodovou metodou, tj. Kelvinovou metodou. Zdroj 10 konstantního proudu, který je vodivě připojen k magnetickým kontaktním plochám 2b, spolu s voltmetrem 9, který je vodivě připojen k magnetickým kontaktním plochám 2a, eliminují vliv odporů kontaktů a testovacích vodičů v porovnání s dvoubodovou metodou, kdy je např. voltmetr 9 nahrazen ohmmetrem a zdroj 10 konstantního proudu není zapojen.After setting the desired force indicated by the force sensor 8, the magnets 3a are placed loosely on the conductive fabric 5 at the locations of the magnetic contact surfaces 2a. Electrical parameters are measured, for example, by the four-point method, ie the Kelvin method. The constant current source 10, which is conductively connected to the magnetic contact surfaces 2b, together with the voltmeter 9, which is conductively connected to the magnetic contact surfaces 2a, eliminate the influence of contact resistances and test leads compared to the two-point method where e.g. voltmeter 9 is replaced ohmmeter and the constant current source 10 is not connected.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro měření elektrických parametrů vodivých textilií je využitelné v oblastech, kde je zapotřebí jednoduše a přesně změřit jejich parametry. Především se jedná o oblast výroby funkčních, chytrých textilií, v textilním průmyslu a dále v elektroprůmyslu, kde jsou tyto textilie využívané.The device for measuring the electrical parameters of conductive textiles can be used in areas where it is necessary to easily and accurately measure their parameters. Above all, it is the area of production of functional, smart textiles, in the textile industry and also in the electrical industry, where these textiles are used.

Claims

PATENT CLAIMS

Device for measuring the electrical parameters of a conductive fabric, characterized in that it comprises a holder (1) with a clamping electrode system, which consists of magnetic contact surfaces (2a) and (2b) separated by insulations (4) from the holder (1), above which are placed magnets (3a) and (3b) and between them there is a gap for accommodating the conductive fabric (5), the magnetic contact surfaces (2a) and (2b) being provided with a meter of electrical parameters of the fabric (5).

Device according to claim 1, characterized in that the holder (1) is provided with a device for changing the distance of the at least one movable contact surface (2a) from the second contact surface (2b) and a force sensor (8) acting on the fabric (5).

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the meter for the electrical parameters of the fabric (5) comprises a constant current source (10) and a voltmeter (9).

Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the magnetic contact surfaces (2a) is arranged movably relative to the other contact surface (2b).

Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the contact electrode system has working surfaces provided with shaping and / or is provided with pressure elements to prevent the fabric (5) from slipping.

Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the opposite pairs of electrodes (2a), (2b) and magnets (3a), (3b) are interconnected for measuring the volume resistance of the fabric (5).

Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the opposite pairs of electrodes (2a), (2b) and magnets (3a), (3b) are separated from each other and the magnets (3a), (3b) are at least provided with insulation for measuring the surface resistance of the fabric (5) on the contact surfaces with the conductive fabric (5).