In this work, three textile antennas with the same geometry were produced using three different technologies: magnetron sputtering (PVD), ink-jet printing and embroidery using electroconductive yarn. In all three cases, the electrically conductive medium was the same, which was silver, known for centuries for its very good conductive properties. In order to show how the method of manufacturing antennas affects their operational parameters, the following measurements were carried out: surface resistivity, impedance, standing wave coefficient of antenna radiators, and their radiation characteristics were assessed. The surface resistivity value of the antenna paths obtained ranged from 0.05 to 1.2 Ωm/m.
The scope of the research work includes the development and implementation of a textronic system that detects the filling of reusable diapers with urine. The goal is to replace the existing solutions with a reusable ready-made product with a mobile urine filling defect system. Such a proposal would minimize the excessive use of disposable diapers and exposure to all kinds of irritation, infections and mainly prevent the formation of diaper dermatitis. To prepare the prototype, the materials included in the finished product, building its various layers, were examined to analyze their functional properties. Three designs of electroconductive thread embroidery were made - one single-layer and two double-layer. Usage tests of materials and embroidery were carried out, which included factors present in everyday use of the finished product. After analyzing the obtained results, a prototype of the diaper pant was made, and its operation was tested during the simulation. The results showed the correct operation of the created prototype.
PL
Praca badawcza swoim zakresie obejmuje opracowanie i wykonanie systemu tekstronicznego wykrywającego zapełnienie moczem pieluchomajtek wielokrotnego użytku. Celem jest zastąpienie dotychczasowych rozwiązań na wyrób gotowy wielokrotnego użytku wraz z mobilnym system defektującym wypełnienie moczem. Taka propozycja minimalizowałaby nadmierne zużycie pieluch jednokrotnego użytku oraz narażenie na wszelkiego rodzaju podrażnienia, zakażenia i głównie zapobiegałaby powstawaniu pieluszkowego zapalenia skóry. W celu przygotowania prototypu zbadano materiały wchodzące w skład wyrobu gotowego budujące różne jego warstwy w celu analizy ich właściwości użytkowych. Wykonano trzy wzory haftów nicią elektroprzewodzącą – jeden jednowarstwowy oraz dwa dwuwarstwowe. Przeprowadzono badania użytkowe materiałów oraz haftów, które obejmowały czynniki obecne w codziennym użytkowaniu wyrobu gotowego. Po analizie uzyskanych wyników wykonano prototyp pieluchomajtki oraz zbadano jego pracę podczas symulacji. Wyniki wykazały poprawną pracę stworzonego prototypu.
Jinnan (Southern Shanxi) embroidery is a traditional Chinese folk handicraft. In this study, we collected a large number of historical resources and theoretical materials of Jinnan embroidery and randomly sampled 100 works as research objects. These works were compared, and the artistic expression and implication in these works were analysed. We found that animal patterns are the main object of Jinnan embroidery and that the colour scheme in Jinnan embroidery is simple, with red and yellow as the main colours. After an in-depth analysis of their theme and value, the embroidery patterns were shown to convey totem worship, reproduction worship and auspicious worship, reflecting the long-term aesthetic concepts and living customs in southern Shanxi.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The main purpose of the article is to present the new possibilities of producing composite reinforcement with the use of a computer embroidery machine. This kind of production is in line with the principles of sustainable development. The study below presents the results of strength tests of composites containing sevenfold embroidery systems. Each variant included different directions of arrangement of individual layers as a reinforcement. Flax roving was used to strengthen the composite. Flax fibers are characterized by the highest strength among all-natural fibers, at the level of 50–80 cN/tex. The composite was made using the vacuum bag method, using epoxy resin. The embroidery was made on a ZSK embroidery machine, type JCZA 0109-550. The test material was subjected to strength tests-tensile strength, tensile elongation, and bending strength, on the INSTRON machine. Based on the research, it can be concluded that the arrangement of the roving in the direction of the tensile force allowed to obtain the best mechanical properties.
As the demand for low-cost rapid preparation techniques for RFID (Radio Frequency Identification) fabric tags is increasing, embroidery technologists have attempted to fabricate tag antennas. However, the effects of stitch structures on the performance of tag antennas have rarely been studied. Since the structure of an embroidered stitch is related to the embroidering process parameters and embroidery thread, this study chose a common stitch trace type to prepare two sets of UHF RFID tag antennae by changing the embroidery thread structure and stitch length, and then the electrical and gain properties of these antennas were analyzed. And again, the reading performance of the corresponding tag was evaluated. The results showed that the antennas embroidered with copper/PET wrapped yarns have higher energy transfer efficiency than those with single copper wire yarns. When the stitch length increases from 0.9 to 5 mm, the read range of the embroidered tag firstly increases and then decreases, due to the large embroidering process deviation of the tag antenna geometry, and the optimal stitch length for the read range is 1.7 mm, where the read range is 12.95 m. When the stitch length is 5 mm, the read range is minimum – 9.56 m. In summary, this study determined the embroidered thread structure and the process design of the stitch length in terms of the performance of a fabric-based embroidery antenna for an RFID tag as well as the read range.
PL
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na niedrogie techniki szybkiego przygotowania etykiet materiałowych RFID (identyfikacja radiowa), technolodzy haftu podjęli próbę wyprodukowania specjalnych etykiet. Dotychczas rzadko badano wpływ struktur ściegowych na działanie etykiet antenowych. Ponieważ struktura haftowanego ściegu jest powiązana z parametrami procesu i nicią zastosowaną do haftu, w badaniu przeanalizowano ścieg typowy. Przygotowano dwa zestawy antenowych etykiet RFID UHF różniących się strukturą nici do haftu i długością ściegu, a następnie przeanalizowano właściwości wzmocnienia tych anten. Wyniki pokazały, że anteny haftowane przędzą owiniętą miedzią/PET mają wyższą efektywność przenoszenia energii, niż anteny z pojedynczą przędzą z drutu miedzianego. Gdy długość ściegu wzrośnie z 0,9 do 5 mm, zasięg odczytu haftowanej przywieszki najpierw rośnie, a następnie maleje, ze względu na duże odchylenie procesu haftowania geometrii anteny przywieszki, a optymalna długość ściegu dla zakresu odczytu wynosi 1,7 mm, gdzie zasięg odczytu wynosi 12,95 m. Gdy długość ściegu wynosi 5 mm, zasięg odczytu wynosi minimum – 9,56 m. Podsumowując, w badaniu określono strukturę haftowanej nici i projekt długości ściegu pod kątem wydajności anteny, a także zasięgu odczytu.
This paper presents various constructions of flexible textile humidity resistive sensor prototypes which can be used in textronic clothing applications and can be easily integrated with fabric. They can be also used as sensors applied to sheets in hospitals and nursing homes, as well as in special medical clothing, especially for protecting elderly people. The author describes a method of manufacturing such sensors by three different techniques, such as embroidery, printing and sputtering (PVD). Also presented are electrical properties of the textile sensors under various environmental conditions. The resistance of the sensors was studied in a wide range of humidity, from 30 to 90%, and at temperatures of 30 °C and 40 °C. The author then chose the right type of textile substrate on which the sensors should be made. A microscopic examination of the upper electroconductive layer of the prototype sensors was also conducted. These novel methods of sensor creation for humidity measurement on flexible textile substrates and their comparison could be used for clothing functionalisation.
PL
W artykule przedstawiono różne konstrukcje elastycznych, rezystancyjnych czujników wilgotności, które można wykorzystać w aplikacjach tekstronicznych. Przedstawione sensory cechuje łatwość integracji z wyrobami odzieżowymi. Badane czujniki mogą być stosowane w aplikacjach szpitalnych, domach opieki, a także jako czujniki w specjalnej odzieży medycznej, przeznaczonej w szczególności do ochrony osób starszych. Autor opisał metodę produkcji takich czujników za pomocą trzech różnych technik, takich jak haftowanie, drukowanie i napylanie (PVD). Przedstawił także charakterystyki czujników tekstylnych, zmian rezystancji w funkcji wilgotności, w różnych warunkach otoczenia. Parametry czujników badano w szerokim zakresie wilgotności: 30-90% oraz w temperaturach: 30-40 °C. Autor wybrał dwa rodzaje podłoża tekstylnego, na którym wykonane są czujniki, które według niego będą odpowiednie do zastosowań w tekstronicznych aplikacji odzieżowych. Przedstawił również zdjęcia mikroskopowe warstw elektroprzewodzących prototypowych czujników, badania zmian wilgotności w warunkach laboratoryjnych na stanowisku testowym oraz warstwie pododzieżowej na ochotnikach podczas kontrolowanej próby wysiłkowej.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca doktorska składa się z części teoretycznej, eksperymentalnej oraz wniosków. Cześć eksperymentalna rozprawy doktorskiej składa się z trzech części. W pracy wytworzono anteny tekstylne trzema różnymi metodami: fizycznego osadzania z fazy gazowej, drukowania ink-jet oraz haftowania. Wszystkie te metody zostały wykorzystane do wytworzenia anteny o tej samej geometrii (anteny Vee). Taki rodzaj anteny może zostać wykorzystany w odzieży inteligentnej do przekazywania informacji o parametrach życiowych użytkownika. Potencjalnymi użytkownikami takiej odzieży mogą być strażacy, żołnierze, dzieci i osoby starsze. W elektronice noszonej zarówno nadajnik, jak i antena są ulokowane bardzo blisko ludzkiego ciała. Muszą one posiadać niewielkie wymiary i być lekkie, tak aby nie ograniczać komfortu użytkowania takiego systemu. Aby wytworzyć antenę tekstylną konieczne jest wytworzenie ścieżki elektroprzewodzącej na podłożu włókienniczym. W pracy właściwości elektryczne ścieżek elektroprzewodzących zostały ocenione na podstawie pomiaru oporności elektrycznej. Charakter, ciągłość i grubość ścieżek została oceniona za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Parametry elektryczne anten tekstylnych zostały ocenione na podstawie pomiaru impedancji wejściowej oraz współczynnika fali stojącej (WFS) odniesionego Z0 = 50 Ω. Pomiary charakterystyki promieniowania anten tekstylnych zostały wykonane w wolnej przestrzeni przy zastosowaniu generatora sygnału, analizatora widma i anteny pomiarowej. W pracy pokazano możliwość wytworzenie anten tekstylnym z zastosowaniem trzech różnych metod: fizycznego osadzania z fazy gazowej, drukowania ink-jet oraz haftowania. Najmniejszą wartość oporu elektrycznego uzyskano dla ścieżki antenowej wyprodukowanej z zastosowaniem metody PVD.
EN
The research and analysis of this work are divides into three parts, textile antennas were produced using three different methods: PVD (Physical Vapour Deposition), ink-jet printing and embroidery. For all of these methods the same antenna’s geometry (Vee antenna) was made. That kind of textile antenna can be used in smart clothes to transmit information about parameters of people’s life (firefighters, soldiers, babies, old people). In wearable communication system, both the transceiver and the antenna are located very close to human body. The requires very small and lightweight electronic components that have almost no impact on the user’s comfort. Textile antennas are widely used in wearable personal communication system. Electroconductive properties of formed antenna’s paths are evaluated by measuring surface electrical resistivity. The character, continuity and thickness of the paths are observed studying the images of surface and cross-sections of substrates under scanning electron microscope (SEM). The electrical parameters of textile antenna are verified by measurement of antenna input impedance and the voltage standing wave ratio (VSWR) referred to the impedance Z0 = 50 Ω of the antenna structures. Measurements of antenna’s radiation pattern are carried out in free space (open area test site), using a signal generator, spectrum analyzer and a measuring antenna. The possibility of making the effectively working textile antennas using Physical Vapour Deposition, ink-jet printing technique and embroidery technique has been shown. The antennas can be places in smart clothes and become part of electronics components of clothing. The smallest value of electrical resistivity of antenna’s paths exhibit the paths produce using the PVD process.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Barriers protecting humans against electromagnetic microwave radiation were manufactured from polyester and flax fabrics with embroidered electro-conductive elements so as to enhance the wave attenuation. The shape, material properties and spatial distribution of the elements were chosen taking into account previous experiments on electromagnetic barrier structures for a range of 7 - 10 GHz. The significant attenuation of microwaves by the embroidery designed for a pre-defined frequency band was experimentally confirmed.
PL
W celu uzyskania barier chroniących człowieka przed mikrofalowym promieniowaniem elektromagnetycznym, zastosowano metodę haftowania tkanin poliestrowych i lnianych elementami elektroprzewodzącymi o specjalnym kształcie (rozpiętych pierścieni), zapewniającym wzmożone tłumienie fal w wybranym paśmie 7-10 GHz. Kształt, właściwości materiału oraz rozkład przestrzenny elementów wybrano korzystając z doświadczenia uzyskanego w poprzednich badaniach nad barierowymi strukturami elektromagnetycznymi. Zakres częstotliwości, w którym doświadczalnie stwierdzono znaczne zwiększenie tłumienia fal, pokrywa się z zakresem obliczonym.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.