專利名稱：針織傳感器設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及傳感器設備，特別是針織傳感器設備以及具有該針織傳感器設備的衣物。
背景技術(shù)：
在很多應用中需要將傳感器定位在人體上或人體附近。這些例子包括心電圖(electro cardiogramECG)、血壓和溫度測量，以及監(jiān)視其它生命體征。應變片用于監(jiān)視胸部擴張。使用這些傳感器是費時的，并且需要非常熟練的人員執(zhí)行這項任務，特別是在保證傳感器彼此之間需要按特定方式定向很重要時。并且，一般地，僅僅可能的是當受檢者位于規(guī)定設施時進行測量，例如醫(yī)療機構(gòu)。此外，將傳感器裝在主體上的傳統(tǒng)方法可以引起受檢者不舒服。國際專利公開WO02/40091和WO03/094717披露了基于織物的傳感器，包括針織傳感器。但是，上述織物傳感器存在一些其中所描述的問題。并且，在上述二個情況中，將傳感器耦合到外部檢測系統(tǒng)的方式相當繁瑣，需要大量制造/組裝步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服上述問題，并提供新型的柔性傳感器，其便于制造，并可以容易地結(jié)合到可穿戴的衣物中。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種針織傳感器設備，包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中傳感區(qū)是用導電纖維針織的，使得該針織結(jié)構(gòu)的變形引起該傳感區(qū)的電特性變化。
這些傳感器設備是柔性的，結(jié)構(gòu)強度高，并且便于制造和使用。很多類型的裝置，例如應變測量、接近檢測和溫度測量的傳感器，以及針織麥可風和天線，可以由本發(fā)明提供。
有利的是，該傳感區(qū)的第一和最后經(jīng)線是由導電纖維針織的，所述導電纖維用作針織傳感器設備的連接引線。這種設計是優(yōu)選的，因為它使用諸如平型針織機的針織機而使針織傳感器設備能夠在一次操作中完成針織。此外，針織傳感器設備可以在一次針織操作中構(gòu)造作為諸如衣物的較大的針織結(jié)構(gòu)的一部分。連接引線(用于為裝置供電以及傳輸來自裝置的檢測信號)也可以在一次針織操作中容易地結(jié)合在結(jié)構(gòu)中。
傳感區(qū)可以與從線圈(stitch)、橫褶圈(tuck loop)和浮絲(float)組成的組中選擇的結(jié)合元素相結(jié)合來針織。
在一些實施例中，導電纖維包括彈性導電紗線。在這些實施例中，當裝置彎曲時很小有纖維重新分布，使諸利用如金屬線的非彈性導電紗線針織的傳感器的響應特性不同。有利的是，當用彈性導電紗線針織裝置時沒有殘余應變或殘余應變很小。這是因為，當傳感器設備的應變?nèi)コ?，裝置可以返回到可重復結(jié)構(gòu)。
傳感區(qū)可以用多種導電纖維針織，每種類型具有不同的電阻率。
導電纖維的例子是聚合物或金屬纖維。金屬纖維的例子是纖維和銅纖維。
裝置可以是電阻針織傳感器設備，其中針織結(jié)構(gòu)的變形引起傳感區(qū)電阻的變化。此裝置可以作為應變片工作，其中的裝置傳感區(qū)是用導電纖維和不導電纖維針織的；以及在傳感區(qū)的導電纖維沿公共方向延伸。
導電纖維可以沿傳感區(qū)的經(jīng)線方向延伸。
導電纖維可以結(jié)合在傳感區(qū)，例如作為纖維、橫褶和浮絲布置。
電阻裝置可以是電阻位移針織傳感器設備，其中針織結(jié)構(gòu)從松馳構(gòu)造的位移引起傳感區(qū)電阻的變化，該變化與位移有函數(shù)關系。傳感區(qū)可以包括與導電纖維一起針織形成的傳感部分；以及與傳感部分電連接的多個電觸點，電觸點包括導電率高于傳感區(qū)導電纖維的導電率的針織導電纖維。
裝置可以是電感針織傳感器設備，其中針織結(jié)構(gòu)的變形或運動引起傳感區(qū)電感的變化。電感裝置可以是基本圓柱狀的電感螺線管針織傳感器設備。傳感區(qū)可以是由導電纖維和不導電纖維針織的。導電纖維可以置于螺線管外部，不導電纖維置于螺線管內(nèi)部。
裝置可以是電容針織傳感器設備，其中針織結(jié)構(gòu)的變形引起傳感區(qū)電容的變化。傳感區(qū)導電纖維可以定義多個隔開的電極。電極可以是同心的、交叉指型的或平行板狀的電極。在后一種情況下，傳感區(qū)可以進一步包括在平行板電極之間延伸的不導電纖維的一個或多個針織層。
針織傳感器設備可以包括多個針織層。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種包括多個根據(jù)本發(fā)明第一方面的針織傳感器設備的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種檢測系統(tǒng)，包括至少一個根據(jù)本發(fā)明第一方面的針織傳感器設備；為針織傳感器設備提供電信號的電源裝置；以及監(jiān)視針織傳感器設備電特性的檢測裝置。
檢測系統(tǒng)可以包括多個針織傳感器設備，其中檢測裝置適于得到與針織傳感器設備相對空間方位有關的信息。檢測裝置通過比較針織傳感器設備的監(jiān)視電特性，可以得到與針織傳感器設備相對方位有關的信息。
可以監(jiān)測多個頻率下的電特性。通常，在這些實施例中，根據(jù)頻率，測量電特性?？梢栽?到1000Hz，優(yōu)選地在5到500Hz范圍內(nèi)在多個頻率下監(jiān)測電特性。這些頻率對于ECG測量特別有用。
電阻抗是可以監(jiān)測的電特性的一個例子，也可以監(jiān)測其它的電特性，例如DC電阻和電容。
檢測裝置可以從監(jiān)測的電特性產(chǎn)生ECG。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供一種包括至少一個根據(jù)本發(fā)明第一方面的針織傳感器設備的衣物。這些衣物具有在其所要求的位置原位存在的傳感器。這樣，一旦制成衣物，則自動實現(xiàn)傳感器與衣物穿戴者身體的正確對準，因此不熟悉的使用者不需要技術(shù)指導即可穿著該衣物。數(shù)據(jù)可以搖控傳輸，例如通過遙測裝置，并且這樣受檢者不必要處于醫(yī)療機構(gòu)的附近。本發(fā)明的衣物方便、強度高，甚至可以洗滌和重復使用，而不需要技術(shù)人員關注。本發(fā)明的衣物可以用在醫(yī)院環(huán)境中，并且也可以用于體育領域，以從穿戴衣物的患者/人員收集數(shù)據(jù)。有優(yōu)勢的是，針織傳感器設備可以在制造過程中集成在針織衣物中。此外，由于具有很多優(yōu)點，例如良好的拉伸恢復性、優(yōu)異的懸垂性(提供優(yōu)秀的皮膚接觸)以及好的透氣性(由針織結(jié)構(gòu)的空氣透過性提供的)，本發(fā)明的針織結(jié)構(gòu)希望用于衣物中，特別是內(nèi)衣。該衣物可以包括多個針織層。在此方面應注意，對于本發(fā)明的目的，衣物，例如具有單層前部和單層后部的背心，并不認為是具有兩層。相反，將這認為是一層衣物，但可以描述為(1+1)層衣物。具有m層前部和n層后部的衣物被描述為(m+n)層衣物。并且，為了避免疑問，需要注意的是，在本發(fā)明的上下文中，折疊層針織織物，例如WO 03/09471中所述的，將被認為是單層，而不是兩層結(jié)構(gòu)。針織層可以形成為集成針織結(jié)構(gòu)，具有存在于針織層中的針織傳感器，作為針織結(jié)構(gòu)的一部分。
衣物可以包括具有至少一個針織傳感器設備的第一針織層，以及第二針織層可以用導電纖維針織，作為針織傳感器設備的連接引線。
衣物可以包括三個或多個針織層。衣物可以包括具有一個或多個針織傳感器設備的第一針織層；第二針織層；以及具有一個或多個針織傳感器設備的第三針織層。
第二針織層可以適于屏蔽從第三針織層的針織傳感器設備發(fā)出的或進入其中的電信號。第三層的針織傳感器設備可以是電感針織傳感器設備。有優(yōu)勢的是，衣物是無縫的。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種制造衣物的方法，包括步驟在同一針織操作中，針織
具有至少一個針織傳感器設備的第一針織層，針織傳感器設備包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中利用導電纖維針織傳感區(qū)，使得針織結(jié)構(gòu)的變形引起傳感區(qū)電特性的變化；以及與第一針織層集成的第二針織層，其中利用導電纖維針織第二針織層，作為針織傳感器設備的連接引線。
該方法有很大優(yōu)勢在一個制造步驟中，提供具有正確方位、對準和相對位置的部件的衣物。
有優(yōu)勢的是，衣物在平型針織機上針織。也可以使用其它形勢的針織，例如圓緯編和經(jīng)編。有優(yōu)勢的是，針織無縫衣物。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供一種從患者獲得ECG的方法，包括以下步驟提供包括多個針織傳感器設備的衣物，其中每個針織傳感器設備包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中傳感區(qū)是用導電纖維針織的，使得針織結(jié)構(gòu)的變形引起傳感區(qū)電特性的變化；將所述衣物穿到患者身上；將適于進行ECG測量形式的電信號供應到針織傳感器設備；以及監(jiān)測針織傳感器設備的電特性，以便得到ECG。
實際上，通常使用至少三個針織傳感器設備。


下面將參考

根據(jù)本發(fā)明的針織傳感器設備、具有這種針織傳感器設備的衣物、具有這種針織傳感器設備的檢測系統(tǒng)，以及包括多個針織傳感器設備的結(jié)構(gòu)。在附圖中圖1表示多個電阻應變片；圖2表示應變傳感器的等效電路；圖3表示針織電阻位移傳感器；圖4表示圖3傳感器中導電紗線的幾何路線；圖5表示線圈(a)以及線圈的四個電阻等效電路(b)；
圖6表示等效電阻網(wǎng)電路；圖7表示螺線管傳感器；圖8表示圖7螺線管的阻抗特性；圖9表示手指上三個螺線管傳感器排列的示意圖(a)和照片(b)；圖10是電容接近度傳感器的平面圖；圖11是電容應變片的平面圖；圖12表示平行板電容傳感器陣列的透視圖(a)和剖視圖(b)；圖13是受檢者所穿的(1+3)層衣物的剖視圖；圖14表示受檢者所穿的(3+3)層衣物中的層的正視圖(a)，(3+3)層衣物的剖視圖(b)和頂視圖(c)；圖15表示(1+3)層背心的透視圖(a)和分解圖(b)；圖16表示針織過程中貼邊的排列；圖17是三層貼邊的針織順序；圖18表示在背心右織邊上形成一層的針織和轉(zhuǎn)移順序；圖19表示在背心左織邊上形成三層的針織和轉(zhuǎn)移順序；圖20表示肩部帶的滾邊和定形的針織和轉(zhuǎn)移順序；圖21表示成形背心左中部頸開口的三層的針織和轉(zhuǎn)移順序，也用于接合前和中嵌料；圖22表示成形背心右中部頸開口的三層的針織和轉(zhuǎn)移順序，也用于接合前和中嵌料；圖23表示完成三層背心主體的針織順序的針織和轉(zhuǎn)移順序；圖24表示針織在背心中層的傳感器設備的示例布局；圖25表示一個傳感器設備例子的針織順序；圖26表示皮膚/電極界面的等效電路；圖27表示測量結(jié)構(gòu)的等效電路(a)以及電極系統(tǒng)的等效電路(b)；以及圖28表示使用針織電極得到的ECG信號。
具體實施例方式
本發(fā)明提供柔性傳感器，可以用于佩帶電子設備領域。本發(fā)明提供表現(xiàn)為傳感器的針織結(jié)構(gòu)，例如，是由導電聚合物、金屬和智能纖維制成的。制造這些傳感器可以使用平型針織、圓型針織和經(jīng)編技術(shù)。
下面將說明傳感器的各種非限制性分類。
電阻纖維網(wǎng)傳感器針織傳感器是使用導電紗線制造的。制造傳感器的基本方法是用導電紗線針織預定面積的基本針織結(jié)構(gòu)。上述面積在下文中定義為導電區(qū)(Electro Conductive AreaECA)。尺寸、形狀和結(jié)合單元(線圈、橫褶圈、浮線以及布置紗線以及它們在基底針織結(jié)構(gòu)中的組織，決定了ECA的綜合電特性，以及其對針織結(jié)構(gòu)之結(jié)構(gòu)變形的響應。ECA電特性的這種變化決定針織傳感器的類型及其功能。
針織傳感器的一個可測量的電特性是ECA的電阻及其變化。電阻變化可以用兩種不同的方法檢測。一般地，當針織結(jié)構(gòu)變形時，結(jié)構(gòu)變形是由于紗線變形和/或線圈的紗線接觸區(qū)之間的滑動(線圈是針織結(jié)構(gòu)的基本部分)引起的。紗線變形可以是由于拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)和壓縮引起的。獲取針織電阻應變片電阻的第一方法是僅僅考慮針織結(jié)構(gòu)中引起電阻變化的導電紗線長度變化。
第二方法是考慮ECA中引起電阻變化的線圈結(jié)構(gòu)變形。在小載荷下，這起到電位計的功能，因此我們將之定義為位移傳感器。但本發(fā)明并不限于上述兩種建議的操作模式。
電阻應變片使用導電彈性紗線(例如，碳填充的纖維線，通常的比電阻為5-6kΩ/cm)和不導電基底紗線(可以是彈性紗線)，可以將針織電阻應變片制成單獨的針織層?；揍樋椊Y(jié)構(gòu)是使用不導電紗線制成的，導電紗線按預定結(jié)構(gòu)設置在基底結(jié)構(gòu)的線路方向，這可以是矩形、正方形、三角形、圓形或橢圓形的幾何形狀。圖1表示使用這些原理制造的多個針織傳感器設備10。
由于上述結(jié)構(gòu)，很可能電阻變化僅僅是由于導電紗線拉伸造成的。如果應變傳感器的基底結(jié)構(gòu)是條形花紋(rib)、兩面針織(interlock)或衍生物(derivative)，則導電彈性體結(jié)合在針織結(jié)構(gòu)中作為布置紗線；并且導電彈性體可以按橫褶圈和浮線的形式結(jié)合在平紋(plain)、羅紋(purl)或衍生物中。在圖1中，結(jié)構(gòu)10是用白色不導電紗線和黑色布置導電紗線織成的。黑色導電紗線還延伸到針織傳感器設備10以外，作為連接引線12。
考慮到導電彈性紗線的幾何路線，可以將應變傳感器的等效電路模型化。由于導電彈性紗線固定在不導電紗線織成的基底結(jié)構(gòu)的線路(線圈行)中，因此布置導電彈性紗線在基底結(jié)構(gòu)中是電絕緣的，即布置彈性紗線之間沒有交叉連接。因此，電路與布置導電彈性紗線的幾何路線相同。假定從導電彈性體兩端(圖2)供電，就可以算出等效電阻。當沿Y方向拉伸結(jié)構(gòu)時，導電彈性紗線的電阻將隨拉伸的增大而增大。
導電彈性體的電阻為R＝ρL/A........................................(1)其中ρ是導電彈性體的電阻率；L是布置導電彈性體的長度；以及A是導電彈性體的橫截面積。
電阻位移傳感器電阻位移傳感器可以用諸如聚合物和金屬紗線的導電紗線制成。位移傳感器的功能是基于ECA的電阻變化。聚合物紗線用于制成ECA，以獲得所需的電阻變化(由于其高的比電阻率)，而諸如不銹鋼的金屬紗線用于為ECA供電。ECA的變形引起其電阻的變化。如果為ECA供電，則這個變化將產(chǎn)生電信號。
一般地，為針織結(jié)構(gòu)定義兩個明顯不同的結(jié)構(gòu)變形。在針織結(jié)構(gòu)變形的早期，紗線在線圈中自由運動。第二階段的定義是由于紗線在線圈接觸區(qū)的阻塞形成的，在此階段，紗線不再在結(jié)構(gòu)中自由運動。對ECA電阻變化貢獻更大的部分將取決于導電聚合物紗線的機械特性和表面形貌以及造成針織結(jié)構(gòu)變形的載荷。對于小載荷，線圈的變形主要由于紗線自由運動，因此傳感器可以用于測定位移。另一方面，對于較大載荷，即，當紗線阻塞時，針織結(jié)構(gòu)的變形來自于紗線變形(彎曲和拉伸)，并且傳感器作為應變片。
圖3表示針織位移傳感器32的一個例子。裝置30包括單獨的針織層，但也可以提供多層裝置。傳感器的基底結(jié)構(gòu)32是平紋針織結(jié)構(gòu)?；捉Y(jié)構(gòu)32是用不導電紗線針織的，并且矩形ECA 34是用導電單絲紗(1-10Ω/cm)針織特定數(shù)量線圈縱向(n)和特定數(shù)量線圈橫列(m)形成的。使用高導電紗線(不銹鋼1-5Ω/cm)針織形成的兩列平行軌線36為ECA 34供電。
圖4所示的ECA 34的電阻取決于·導電材料的電阻率；·線圈橫列數(shù)量(m)和線圈縱行數(shù)量(n)；·線圈的幾何紗線路線；·供電方向。
為了計算ECA的電阻，需要考慮其基本構(gòu)成塊，即線圈。圖4表示線圈結(jié)構(gòu)的平面圖。任何花紋結(jié)構(gòu)是通過物理纏繞紗線形成的，并且在針織結(jié)構(gòu)的情況下，這是通過相互連接紗線形成的圈實現(xiàn)的，從而形成四個紗線接觸區(qū)。紗線接觸區(qū)的力學很復雜，并且針織結(jié)構(gòu)的行為仍未完全理解，但這不影響此裝置作為傳感器的有效性。當針織結(jié)構(gòu)處于完全放松狀態(tài)時，紗線接觸很可能是線接觸，但是，當施加平面力時，由于紗線的可壓縮性，不得不將紗線接觸認為是面接觸。因此，假定紗線接觸區(qū)是可以作為電阻網(wǎng)絡中的節(jié)點的短路點是合理的。線圈具有四個接觸區(qū)或接觸點。因此，線圈的DC等效電路可以使用線圈這四個節(jié)點之間的導電片段(在編織術(shù)語中稱為頭、腿和腳)的電阻形成。導電片段的長度是考慮線圈的紗線路線幾何計算的。因此，線圈的DC等效電路可以用四個電阻定義兩個相等的代表頭和腳(RH)的電阻、和兩個相等的代表兩個腿(RL)的電阻。線圈的DC等效電路表示在圖5(b)中。通過重復構(gòu)成圖5(b)所示電阻網(wǎng)的線圈四個電阻等效電路模型，可以將ECA的總電阻模型化。在給定的供電結(jié)構(gòu)下可以計算ECA的總等效電阻。
當ECA沿線圈縱行方向受力時，RL增大并且RH減小，這是由于接觸區(qū)的紗線自由運動以及形成線圈腿的紗線片段拉伸、形成線圈頭的紗線片段壓縮造成的。實際機理取決于結(jié)構(gòu)動力學。上述紗線片段的長度計算使用平紋針織結(jié)構(gòu)的幾何模型，它表明了給定載荷條件下結(jié)構(gòu)的變形。接著，使用紗線片段的長度延伸計算電阻。例如，對于圖4所示的ECA，總等效電路的供電結(jié)構(gòu)如下所述。ECA的總電阻是利用構(gòu)成等效電阻網(wǎng)(圖6)的每個單胞(線圈)的RL和RH值計算的。
將網(wǎng)格(Mesh)理論用于計算網(wǎng)(ECA)的等效電阻。
Vm＝ZmIm................................................(2)Im＝Zm-1Vm.............................................(3)Req＝1/z-1(1，1).......................................(4)其中，Vm和Im分別是電壓和電流矢量；Zm是網(wǎng)阻抗矩陣；z-1(1，1)是Zm-1第一單元。
當結(jié)構(gòu)變形時，計算ECA的新電阻和電阻變化ΔRΔR＝Req-Req1其中，Req1是在松馳條件下結(jié)構(gòu)的初始電阻。
電感纖維網(wǎng)傳感器電電感變片在一個實施例中，使用導電紗線和不導電紗線針織螺線管，為了獲得所需的彈性，優(yōu)選使用諸如Lycra或Spandex的彈性紗線。結(jié)構(gòu)可以是針織成管狀的基本針織結(jié)構(gòu)或其衍生物的任一種或者是它們的任何組合。導電紗線可以是聚合物線或金屬線，但是優(yōu)選的是電阻很低的線。圖7表示由銅(Cu)線制成的螺線管70的一個例子。這兩種線(銅線和彈性線)是使用辮繩(plaiting)技術(shù)針織的，即紗線輸送到針織針的方式是，導電銅線出現(xiàn)在針織管(螺線管)的外層，以及彈性線出現(xiàn)在內(nèi)層(側(cè))。導線從螺線管70延伸出來，作為連接引線72，連接到適合為螺線管70通電以及檢測螺線管70電感特性變化的裝置。
阻抗特性是在靜態(tài)和動態(tài)力學加載條件下分析的。由此得到的結(jié)果表示在圖8(a)和8(b)中。在松馳狀態(tài)下的電特性表現(xiàn)出典型的高通過濾器特性。截止頻率是103kHz，因此為了更好的特性，在1MHz下驅(qū)動螺線管傳感器來測量應變，即在應變片模式下。
電感位移傳感器上述螺線管結(jié)構(gòu)可以用作位移傳感器。但是，為了得到較低的自感變化，針織結(jié)構(gòu)需要做得更加穩(wěn)定。優(yōu)選地，使用μr較高的材料，例如不銹鋼線(其μr值是銅的1000倍)，或者代替銅線，增大螺線管的電感。這提高了傳感器的分辨率。基本原理是將一個陣列的螺線管針織在衣物中(最少是兩個)的特定位置。圖9給出一個相當簡單和非限制性的例子，其中表示獲取手指姿勢的三個螺線管90、92、94的排列。使用更多數(shù)量的螺線管(或其它電感傳感器設備)也在本發(fā)明范圍內(nèi)。S1、S2和S3表示三個針織的螺線管90、92、94。
可以使用兩種方法檢測角位移(α，β)。在第一方法中，檢測互阻抗變化；在第二方法中，使用電磁電感變化。檢測是使用一對螺線管進行的。對于圖9所示的例子，螺線管S1和S2作為第一對，以及螺線管S2和S3作為第二對。兩對螺線管交替供電。第一對由于手指彎曲產(chǎn)生的互感變化用于測量角位移α。同樣地，第二對用于測量角位移β。這兩對螺線管在1MHz下供電，采用時分復用技術(shù)測量兩對螺線管在10Hz頻率下的讀數(shù)。
在第二方法中，首先，對螺線管S1供電，測量螺線管S2和S3中感生的電壓。接著，對螺線管S2供電，測量螺線管S3和S1中感生的電壓。最后對螺線管S3供電，測量螺線管S2和S1中感生的電壓。由這些數(shù)據(jù)計算角位移α、β。
將針織螺線管陣列集成在針織衣物中(優(yōu)選地，使用無縫針織技術(shù))，可以檢測(測量)肘和膝的運動。同樣地，在制造手套時將螺線管陣列針織在手套中，可以檢測手指運動，從而為PCS、音樂、游戲和其它適合的用途提供生成虛擬鍵盤的平臺。
電容纖維網(wǎng)傳感器可以制造出電容針織傳感器設備，并且可以在基底結(jié)構(gòu)上針織該傳感器的陣列。基底結(jié)構(gòu)可以利用不導電紗線針織，并且可以使用導電紗線在基底結(jié)構(gòu)中形成電極，優(yōu)選的是低電阻紗線，例如不銹鋼線或銅線。結(jié)構(gòu)的變形引起電極的位移，電極的電容變化用于測量機械應變、觸摸、位移和接近度。
電容接近度傳感器觸摸或接近度傳感器100的結(jié)構(gòu)表示在圖10中。電容接近度傳感器100是用兩個針織層構(gòu)成的(多層結(jié)構(gòu))。傳感器包括兩個同心電極102、104、補償電極106以及基底針織結(jié)構(gòu)108。電極102、104、106針織在一層上，它們的接頭針織在第二層上(電極所在層的下面一層)。所述的接近度傳感器也可以用作智能衣物的柔性開關。
針織電容應變片圖11表示一個電容應變片110，其中包括交叉指型電極112、114以及由不導電紗線針織的基底結(jié)構(gòu)116。應變片110可以制造成單獨的針織層。
通過將電極112、114排列成圖11所示(稱為“梳”狀電極結(jié)構(gòu))，可以測量針織結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變形。結(jié)構(gòu)變形可以由結(jié)構(gòu)的機械加載造成。為了提高應變傳感器110的特性，可以使用不導電的彈性紗線針織基底結(jié)構(gòu)116。
針織平行板電容器平行板電容傳感器可以使用多層針織結(jié)構(gòu)制成(這也稱為間隔結(jié)構(gòu))間隔結(jié)構(gòu)包括兩個獨立的平面針織結(jié)構(gòu)，二者之間通過單絲紗相互連接。間隔結(jié)構(gòu)可以方便地在現(xiàn)代電子平型針織機上使用三個不同紗線(紗線載體)進行針織。針織制造平行板結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是特定尺寸、形狀的針織電極的容量以及在接地結(jié)構(gòu)內(nèi)的精確定位。電極板是使用導電紗線通過將它們分開針織成單獨的平面針織結(jié)構(gòu)形成的，板之間的空間是通過針織高模量不導電單絲紗形成的。電容陣列是根據(jù)預定柵格將電極針織成單獨的平面針織結(jié)構(gòu)形成的，從而將導電板絕緣。當構(gòu)成傳感器時，重要的考慮是選擇具有類似力學特性的板面紗線。有優(yōu)勢的是，整個結(jié)構(gòu)是在一次運轉(zhuǎn)時針織的。圖12表示包括電極板122的平行板電容傳感器120的陣列。由不導電紗線制成的基底層124在電極板122之間延伸。
針織電極等效電路的模型化當電極接觸皮膚并且在它們之間形成電界面時，形成的界面具有兩個部分1)在電極和電解液之間；以及2)在電解液和皮膚之間。
第二部分主要取決于表皮層，表皮層包括三個亞層。該層不斷自我更新。細胞在稱為“生發(fā)層”的最深層分裂和生長，并且隨著新生成的細胞在下面的生長，新生成的細胞向外移動。當新生成的細胞越過“生發(fā)層”時，它們開始死亡并失去它們的核物質(zhì)。在其向外的行程中，新生成的細胞進一步退化成扁平的角質(zhì)層，從而形成“角質(zhì)層”。該層包括死亡細胞，因此表皮層是不斷變化的皮膚層。這樣，當去除“角質(zhì)層”時，它將在24小時內(nèi)重新生成。較深層的皮膚包括皮膚的血管和神經(jīng)部分、汗腺、汗管和毛囊。
皮膚電極界面的等效電路表示在圖26中，其中Ehc是電極和電解液界面之間的半電池電位；Cd是電極電解液界面的電容；
Rd是電極電解液界面的漏電阻；Rs是電解液電阻；Ese是電解液和皮膚之間的半電池電位；Ce是皮膚電解液界面的電容；Re是電解液皮膚界面的漏電阻；Ru是真皮和亞皮層的電阻；Ep是汗腺、汗管和電解液的半電池電位；Cp是汗腺、汗管和電解液界面的電容；以及Rp是汗腺、汗管和電解液界面的漏電阻。
ECA系統(tǒng)的等效電路是用串聯(lián)的電感(L)和電阻(R)修改公知的Cole-Cole模型得到的。這表示將ECA連接到預處理單元的電路阻抗。塊狀部分Rd、Rs、L、R和Cd是通過分析ECA系統(tǒng)的阻抗譜確定的。測量兩個電極之間的阻抗。電極面積選定為2.5×2.5cm2(當然，此面積沒有限制)。測量裝置的等效電路表示在圖27(a)，包括預放大器270和針織電極272。皮膚組織和有效ECG源分別表示在274和276。
電極系統(tǒng)的總阻抗可以表示為圖27(b)所示的等效電路。根據(jù)Danchev和Al Hatib的描述，各個分量是經(jīng)驗估計的(Danchev，S.，andAl Hatib，F(xiàn).，“Non linear curve fitting for bio electrical impedance dataanalysisa minimum dllipsoid volume method”Physiologicalmeasurement 20(1999)N1-N9，其內(nèi)容在此引用作為參考文獻)。
確定電極-皮膚-電極的阻抗為了測量阻抗，制造了一個集成有電極的袖子。在此例子的無縫針織袖中，電極(接觸面積2.5×2.5cm2)相距5cm。不進行皮膚穿刺。電極連接到阻抗分析儀，在ECG頻譜內(nèi)測量阻抗，即在5-400Hz。
當前測量ECG的醫(yī)療實踐是將金屬電極貼在病人皮膚上。在貼電極之前，將一薄層導電凝膠涂在電極表面，以便提高皮膚-電極界面之間的導電性。研究本發(fā)明的ECA特性也用此實踐，即使用一薄層導電凝膠，進行阻抗測量，結(jié)果表明，幅度在7-9kΩ之間，相位角變化在-35°到-65°之間。
ECA系統(tǒng)得到的ECG信號的一個例子表示在圖28中。此信號對于早期診斷具有足夠的質(zhì)量?？梢郧宄匾圆ㄐ蔚男问娇闯鯬QRST分量，偶爾也看到U波。
也可以不使用導電凝膠進行測量。阻抗的大小，對于頻率范圍20-40Hz，在1.4MΩ到200kΩ的范圍內(nèi)。相位角在-55°到-75°范圍內(nèi)。ECG信號可以用此系統(tǒng)恢復。由于諸如針織結(jié)構(gòu)變形等人為因素和線路干擾，在“原始”ECG信號中觀察到一定量的噪音。信號處理技術(shù)可以有利地用于消除這些人為因素和干擾，從而提高ECG信號的質(zhì)量。
具有針織傳感器設備的衣物可以制造具有上述類型針織傳感器設備的寬范圍的衣物。例子包括手套、拳擊手套、襪子、褲子和短褲。特別有用的例子包括上身的衣物，例如背心、羊毛衫、襯衫等等。圖13表示具有針織傳感器設備的背心130的剖視圖。背心的背部由單一的針織層132構(gòu)成。相反，背心的前部是由三個單獨的針織層制成的，即第一層136、第二層138和第三層140。在一定示意性方式下，圖13還示出背心穿戴者的身體134。我們將圖13所示的背心描述為(1+3)層衣物。不同的傳感器可以針織成不同的層。在一個優(yōu)選的、但非限制性實施例中，將適于ECG測量的傳感器針織成第一層136，即，靠近穿戴者皮膚的一層；并且諸如應變片的傳感器可以針織在第三層140中。需要注意的是，優(yōu)選地將電感針織傳感器結(jié)合在衣物中。為了提高信噪比，在諸如1MHz或更高頻率下為這些傳感器供電。這些高頻的信號對人體是有害的，因此圖13所示的結(jié)構(gòu)是有利的，其中在第三層140和穿戴者134之間具有第二層138。第二層138起到屏蔽穿戴者與高頻信號的作用。另外，或者可供選擇的是，通過提供與第一和/或第三層136、140的傳感器連接的連接引線，第二層138具有另外有用的功能。這些連接引線包括形成第二層138部分針織的金屬紗線。特別是，第二層138的針織列(線圈橫列)可以包括金屬線。應注意的是，需要使ECG測量的生物電位電極接觸皮膚，但其連接引線不需要這樣。因此，當?shù)谝粚?36中的傳感器是生物電位電極時，圖13所示的結(jié)構(gòu)特別有利。傳感器通過連接引線連接到適合的電源/檢測器裝置。這些裝置是本領域公知的，因此這里不再進一步解釋。
圖14表示與圖13實施例相關的一個實施例。圖14實施例的不同在于，背心的前部和背部都是由三個針織層制成的。因此，使用我們的術(shù)語，圖14表示(3+3)層背心。背心的前部和后部包括第一針織層142，其中具有多個傳感器作為部分針織結(jié)構(gòu)；第二層144，其中具有導電紗線作為背心中傳感器的接頭；以及第三針織層146，其中具有另外的傳感器作為部分針織結(jié)構(gòu)。在一個優(yōu)選的、但非限制性實施例中，第一針織層142的傳感器是電極，第三層146的傳感器是應變片。圖14還表示出，在一定示意性方式下，背心穿戴者的身體148。背心的主要部分是使用傳統(tǒng)不導電紗線針織的。Lycra是適合紗線的一個例子，但很多其它的例子對本領域一般技術(shù)人員是公知的。
無接縫總共三層(1+2層)并針織傳感器的時裝背心圖15表示三層時裝背心衣物150，它具有后層152、中層154和前層156，沒有接縫而針織傳感器(傳感器)，例如，用于獲取ECG心臟讀數(shù)和呼吸讀數(shù)。此衣物可以用于醫(yī)療環(huán)境，還可以是體育領域，用于從穿戴衣物的患者/人收集數(shù)據(jù)。該衣物也可以由不熟悉的操作者清洗、穿著和穿戴，因為傳感器已經(jīng)針織在衣物中，處于其正確位置，因此不需要特殊的排列或處理。
使用三個單獨的滾邊(welt)，每層織物一個，使最終背心上沒有毛邊，消除了這些織物三個邊緣的鎖定。
下面是這三層滾邊的針織順序。
拉拔線從三個滾邊中分出梳狀廢物。每層背心衣物從其自己的滾邊開始，從而沒有毛邊。
每個滾邊包括前針床上四個線圈中的一個以及后針床上四個線圈中的一個的一個針織線圈橫列(圖17滾邊開始)。下一個針織線圈橫列準確地針織相同的針布局，但僅在后針床上(圖17管狀后部)，并且下一個針織線圈橫列準確地針織相同的針布局，但僅在前針床(圖17管狀前部)。如果需要，可以重復這兩個線圈橫列。接著針織相同的針布局作為滾邊開始線圈橫列，結(jié)束操作。后床的針環(huán)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到前針，從而它們不礙事，允許第二滾邊開始。
此第二滾邊按與第一滾邊相同順序針織，但除了環(huán)布局開始一針到左側(cè)，最后針織的前環(huán)轉(zhuǎn)移到后針，這允許在兩個織物外層內(nèi)針織第三滾邊。
第三滾邊也按與第一和第二滾邊相同順序針織，這也開始一針到具有后環(huán)的左側(cè)，但前環(huán)針織在與第二滾邊后環(huán)相反的空針上。此滾邊順序結(jié)束后，最后針織線圈橫列的前環(huán)轉(zhuǎn)移到后側(cè)。
為了得到時裝三層背心衣物，除了臂和頸的開始之外，需要連接前、中和后板織物，此處后板仍必須分離直到肩部的滾邊(bind off)。
下面是背心右織邊上所有三層樣式以及前和后板接合的針織和轉(zhuǎn)移順序。參考圖18。
當主體針織順序結(jié)束后階段1右手后環(huán)(背心中層)從織邊轉(zhuǎn)移兩針到左側(cè)，以使針能從背心前層接收環(huán)；階段2右手前環(huán)(背心前層)在接地位置直接轉(zhuǎn)移到后側(cè)。接著，此相同的環(huán)從織邊轉(zhuǎn)移到左側(cè)兩針；把前層的第二前環(huán)并圈，這完成前層的成形；階段3將右手后環(huán)(背心后層)沿接地位置直接轉(zhuǎn)移到前面當前的空針上。接著，將此相同環(huán)從織邊轉(zhuǎn)移到左側(cè)兩針，從織邊將第二針環(huán)并圈。這完成后層的成形；階段4在開始(階段1)運動使其它環(huán)轉(zhuǎn)移的針，此時轉(zhuǎn)移到原始右織邊針環(huán)頂部的左側(cè)。這完成中層的成形。
以下是成形背心左織邊所有三層的針織和轉(zhuǎn)移順序，并且也用于接合前和中嵌料。參看圖19。
當針織順序結(jié)束后階段1將背心中層左織邊的第一環(huán)轉(zhuǎn)移到前側(cè)空針上兩針到右側(cè)，這使針可以從前層接收環(huán)。
階段2將前層左織邊的第一環(huán)轉(zhuǎn)移到接地位置的后側(cè)。接著，與后層第一環(huán)一起轉(zhuǎn)移兩針到右側(cè)。這完成前層成形和半個后層的成形。
階段3中層在階段1轉(zhuǎn)移的第一環(huán)此時轉(zhuǎn)移到后側(cè)，從左織邊將第二針環(huán)并圈。
帶的滾邊和定形是朝向肩后部，這使雙層織物帶穿過肩部，有助于背心穿著時的舒適。參看圖20。
以下是肩部帶的滾邊和定形的針織和轉(zhuǎn)移順序階段1從左開始在后針床上將主紗線針織三個奇數(shù)針，接著朝左針織相同三針出來(圖20)。
階段2主紗線從左針織兩個偶數(shù)針進入，并留下紗線導紗機在滾邊區(qū)右側(cè)(圖20)。
階段3將左側(cè)第一針此時轉(zhuǎn)移一針到右側(cè)，這將左針環(huán)并圈到前針床上(圖20)。
階段4從前針床的奇數(shù)針開始，中層左側(cè)的一環(huán)此時轉(zhuǎn)移到后側(cè)接地位置(圖20)。
階段5主紗線從右側(cè)開始在前側(cè)針織三個偶數(shù)針，接著朝右側(cè)在后側(cè)針織三個奇數(shù)針，留下紗線導紗機在滾邊區(qū)右側(cè)(圖20)。
階段6前層的左環(huán)轉(zhuǎn)移到后側(cè)接地位置的空針(圖20)。
階段7先前階段6轉(zhuǎn)移的左前層環(huán)以及左后環(huán)將右側(cè)兩針轉(zhuǎn)移到前針上(圖20)。
階段8前針床上從左側(cè)開始的第二環(huán)轉(zhuǎn)移到后側(cè)接地位置，將后層的左手環(huán)并圈(圖20)。
以下是成形背心左中部頸開口的所有三層的針織和轉(zhuǎn)移順序，也用于接合前和中嵌料。參看圖21。
當主體針織順序結(jié)束后階段1右手中后環(huán)(背心中層)從左中織邊轉(zhuǎn)移兩針到左側(cè)，這使針可以從背心前層接收環(huán)(圖21)。
階段2右手中前環(huán)(背心前層)在接地位置直接轉(zhuǎn)移到后側(cè)。接著，相同的環(huán)從右中織邊轉(zhuǎn)移兩針到左側(cè)；將前層的第二前環(huán)并圈，這完成前層成形(圖21)。
階段3右手中后環(huán)(背心后層)在接地位置直接轉(zhuǎn)移到此時前側(cè)的空針。接著，此相同的環(huán)從右中織邊轉(zhuǎn)移到左側(cè)兩針，從滾邊將第二針環(huán)并圈，這完成前層成形(圖21)。
階段4在開始(階段1)運動使其它環(huán)轉(zhuǎn)移的針，此時轉(zhuǎn)移到原始右中織邊針環(huán)。這完成中層的成形(圖21)。
以下是成形背心右中部頸開口的所有三層的針織和轉(zhuǎn)移順序，也用于接合前和中嵌料。參看圖22。
在針織順序結(jié)束后階段1背心中層右中織邊的第一環(huán)轉(zhuǎn)移到前側(cè)空針上兩針到右側(cè)，這使針可以從前層接收環(huán)(圖22)。
階段2前層右中織邊的第一環(huán)轉(zhuǎn)移到接地位置后部。接著，與后層兩針的第一環(huán)轉(zhuǎn)移到右側(cè)。這完成前層成形以及半后層成形(圖22)。
階段3中層的階段1轉(zhuǎn)移的第一環(huán)此時轉(zhuǎn)移到后側(cè)，將從織邊的第二針環(huán)并圈(圖22)。
以下是完成三層背心主體的針織順序的針織和轉(zhuǎn)移順序。參看圖23。
階段1第一導紗機僅在前床(織物前層)針織偶數(shù)針。
階段2第二導紗機僅在后床(織物中層)針織偶數(shù)針。
階段3中層環(huán)此時轉(zhuǎn)移到前針床一針到左側(cè)，這使后層針織中。
階段4第三導紗機針織后側(cè)的奇數(shù)針(織物后層)。
階段5中層環(huán)此時轉(zhuǎn)移到后針床一針到右側(cè)，這使中和前層針織。
圖24表示針織在衣物中層242中的傳感器240的示例布局，其中傳感器針織在所需的任何位置。
以下僅是一個衣物例子的針織順序。參看圖25。這僅是一個例子，由于傳感器可以根據(jù)紗線類型以及從中所需的信號針織成不同形狀，例如圓形、長方形或正方形。根據(jù)最終用途可以使用不同類型傳感器。背心中層用于容納傳感器，因為它靠近皮膚，背心的前層用于傳感器紗線進出，因此被中層絕緣。傳感器接頭引線用高導電紗線(比電阻低)針織，這些針織的行(列)形成集成電路的導電路線。
階段1背心的主要三層此時處于后針床上后和中層的正常位置，前層在前針床上。此時，具有傳感器紗線的導紗機在前層前針從右到傳感器位置開始進行針織或打褶(在這種情況下)，并在中層后針僅針織傳感器開始寬度(圖25)。
階段2此時，具有傳感器紗線的導紗機針織到右側(cè)，然后到左側(cè)，接著選擇執(zhí)行所需的選擇，針織所需的傳感器形狀或類型(圖25)。
階段3當傳感器已經(jīng)針織完成，接著具有傳感器紗線的紗線導紗機針織到傳感器右側(cè)，然后針織或打褶(在這種情況下)到右織邊(圖25)。
本發(fā)明的非限制性優(yōu)點和特征如下·使用電子平型針織技術(shù)制成無縫多層衣物，使衣物針織有一個不同傳感器的范圍，例如電極、應變片、溫度測量用的熱電偶、接近度傳感器(電容傳感器)、針織麥可風和天線。上述傳感器和電極可以針織成不同的衣物層；·傳感器和電極的陣列可以針織在衣物中，從而使用智能軟件選擇最佳特性的傳感器和電極；·傳感器、電極及其連接引線(導線)可以針織成一個集成的針織結(jié)構(gòu)，可以是單層或多層的(兩層或多層)。對于電極，檢測片(電極)可以針織在一層上，連接引線(導線)可以針織在下一層上。這可以通過電子平型針織技術(shù)達到；·嵌花和提花技術(shù)可以用于制造傳感器、電線和導線。這可以針織不同幾何形狀和尺寸(矩形、圓形、橢圓形)的電極和傳感器。電子平板技術(shù)也使可以針織不同幾何形狀和尺寸的傳感器和電極陣列，使我們測量不同物理量；·針織諸如多層背心的概念，使健康監(jiān)視系統(tǒng)作為集成電路生成。多層技術(shù)也使我們將微電子電路和/或元件結(jié)合在層間；·衣物可以制造有接頭、傳感器、電極、天線和電子屏蔽作為一個結(jié)構(gòu)(復合3D無縫針織結(jié)構(gòu))；·電極和傳感器可以針織在衣物的前層和后層。不同的傳感器和電極位于不同位置，從而獲取最佳質(zhì)量信號。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，上述實施例有很多變化。例如，衣物可以具有其它的針織層。在另一個變化中，衣物和/或傳感器可以是編織的，而不是針織的。
權(quán)利要求
1.一種針織傳感器設備，包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中，該傳感區(qū)是利用導電纖維針織的，使得該針織結(jié)構(gòu)的變形引起該傳感區(qū)的電特性的變化。
2.如權(quán)利要求1所述的針織傳感器設備，其中，該傳感區(qū)的第一和最后線圈橫列是利用導電纖維針織的，作為用于該針織傳感器設備的導電引線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的針織傳感器設備，其中，該傳感區(qū)是與從線圈、橫褶圈和浮線組成的組中選擇的結(jié)合單元相結(jié)合而針織的。
4.如上述權(quán)利要求任意一個所述的針織傳感器設備，其中，所述導電纖維包括彈性導電紗線。
5.如上述權(quán)利要求任意一個所述的針織傳感器設備，其中，該傳感區(qū)是利用多種導電纖維針織的，每種導電纖維具有不同的電阻率。
6.如上述權(quán)利要求任意一個所述的電阻針織傳感器設備，其中，該針織結(jié)構(gòu)的變形引起該傳感區(qū)的電阻的變化。
7.如權(quán)利要求6所述的電阻針織傳感器設備，該設備作為應變片工作，其中該傳感區(qū)是利用導電纖維和不導電纖維針織的；以及該傳感區(qū)中的導電纖維沿公共方向延伸。
8.如權(quán)利要求7所述的電阻針織傳感器設備，其中，所述導電纖維沿該傳感區(qū)的線圈橫列方向延伸。
9.如權(quán)利要求7或8所述的電阻針織傳感器設備，其中，所述導電纖維被結(jié)合在該傳感區(qū)中，作為內(nèi)置纖維。
10.如權(quán)利要求6所述的電阻位移針織傳感器設備，其中，該針織結(jié)構(gòu)從松馳狀態(tài)的位移引起該傳感區(qū)的電阻的變化，該電阻的變化與該位移成函數(shù)關系。
11.如權(quán)利要求10所述的電阻位移針織傳感器設備，當從屬于權(quán)利要求5時，其中，該傳感區(qū)包括與導電纖維一起針織形成的傳感部分；以及與該傳感部分電連接的多個電觸點，所述電觸點包括導電率高于該傳感區(qū)的導電纖維導電率的針織導電纖維。
12.如權(quán)利要求1到5任意一個所述的電感針織傳感器設備，其中，該針織結(jié)構(gòu)的變形或運動引起該傳感區(qū)的電感的變化。
13.如權(quán)利要求10所述的基本圓柱狀的電感螺線管針織傳感器設備。
14.如權(quán)利要求13所述的基本圓柱狀的電感螺線管針織傳感器設備，其中，該傳感區(qū)是利用導電纖維和不導電纖維針織的。
15.如權(quán)利要求14所述的基本圓柱狀的電感螺線管針織傳感器設備，其中，該導電纖維置于該螺線管外部，以及該不導電纖維置于該螺線管內(nèi)部。
16.如權(quán)利要求1到5任意一個所述的電容針織傳感器設備，其中，該針織結(jié)構(gòu)的變形引起該傳感區(qū)的電容的變化。
17.如權(quán)利要求16所述的電容針織傳感器設備，其中，該傳感區(qū)的導電纖維定義多個隔開的電極。
18.如權(quán)利要求17所述的電容針織傳感器設備，其中，所述電極是同心的。
19.如權(quán)利要求17所述的電容針織傳感器設備，其中，所述電極是交叉指型的。
20.權(quán)利要求17所述的電容針織傳感器設備，其中，所述電極是平行板狀電極。
21.如權(quán)利要求20所述的電容針織傳感器設備，其中，該傳感區(qū)還包括在該平行板狀電極之間延伸的不導電纖維的一個或多個針織層。
22.如上述權(quán)利要求任意一個所述的針織傳感器設備，包括多個針織層。
23.一種包括多個如權(quán)利要求1到22任意一個所述的針織傳感器設備的裝置。
24.一種檢測系統(tǒng)，包括至少一個如權(quán)利要求1到19任意一個所述的針織傳感器設備；為針織傳感器設備提供電信號的電源裝置；以及監(jiān)視針織傳感器設備的電特性的檢測裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的檢測系統(tǒng)，包括多個針織傳感器設備，其中，該檢測裝置適于獲得與所述針織傳感器設備的相對空間方位有關的信息。
26.如權(quán)利要求25所述的檢測系統(tǒng)，其中，該檢測裝置通過比較該針織傳感器設備的監(jiān)測電特性來得到與所述針織傳感器設備相對方位有關的信息。
27.如權(quán)利要求24到26任意一個所述的檢測系統(tǒng)，其中，監(jiān)測多個頻率下的電特性。
28.如權(quán)利要求27所述的檢測系統(tǒng)，其中，在1到1000Hz的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在5到500Hz范圍內(nèi)，監(jiān)測多個頻率下的電特性。
29.如權(quán)利要求27或28所述的檢測系統(tǒng)，其中，該檢測裝置根據(jù)所述監(jiān)測的電特性來產(chǎn)生ECG。
30.一種衣物，包括至少一個如權(quán)利要求1到22任意一個所述的針織傳感器設備。
31.如權(quán)利要求30所述的衣物，包括多個針織層。
32.如權(quán)利要求31所述的衣物，其中，所述針織層形成為集成的針織結(jié)構(gòu)，并且該針織傳感器存在于針織層中，作為所述針織結(jié)構(gòu)的一部分。
33.如權(quán)利要求31或32所述的衣物，包括具有至少一個針織傳感器設備的第一針織層，以及其中第二針織層是利用導電纖維針織的，作為該針織傳感器設備的連接引線。
34.如權(quán)利要求31到34任意一個所述的衣物，包括三個或多個針織層。
35.如權(quán)利要求34所述的衣物，包括具有一個或多個針織傳感器設備的第一針織層；第二針織層；以及具有一個或多個針織傳感器設備的第三針織層。
36.如權(quán)利要求35所述的衣物，其中，所述第二針織層適于屏蔽從位于所述第三針織層中的針織傳感器設備發(fā)出的或引入其中的電信號。
37.如權(quán)利要求36所述的衣物，其中，所述第三層中的針織傳感器設備是電感針織傳感器設備。
38.如權(quán)利要求30到37任意一個所述的無縫衣物。
39.一種制造衣物的方法，包括步驟，在同一針織操作中，針織具有至少一個針織傳感器設備的第一針織層，所述針織傳感器設備包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中，所述傳感區(qū)是利用導電纖維針織的，使得所述針織結(jié)構(gòu)的變形引起該傳感區(qū)的電特性的變化；以及與第一針織層集成的第二針織層，其中，所述第二針織層是利用導電纖維針織的，作為所述針織傳感器設備的連接引線。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中，在平型針織機上針織衣物。
41.如權(quán)利要求39或40所述的方法，其中，針織無縫衣物。
42.一種從患者獲得ECG的方法，包括以下步驟提供包括多個針織傳感器設備的衣物，其中，每個針織傳感器設備包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中，該傳感區(qū)是利用導電纖維針織的，使得該針織結(jié)構(gòu)的變形引起該傳感區(qū)的電特性的變化；將所述衣物穿到患者身上；將適于進行ECG測量形式的電信號供應到針織傳感器設備；以及監(jiān)測針織傳感器設備的電特性，從而得到ECG。
全文摘要
本發(fā)明提供一種針織傳感器設備(10)，包括具有至少一個傳感區(qū)的針織結(jié)構(gòu)，其中傳感區(qū)是用導電纖維針織的，使得針織結(jié)構(gòu)的變形引起傳感區(qū)電特性的變化。本發(fā)明也公開了一種具有這種整體傳感器的衣物。
文檔編號A41D1/00GK1882280SQ200480015372
公開日2006年12月20日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者蒂拉克·迪亞斯, 保羅·查爾斯·威廉·貝蒂, 威廉·庫克, 拉溫德拉·維杰斯里瓦爾達納, 金·米查姆, 薩米爾·穆霍帕德亞伊, 威廉·赫爾利 申請人:智能生活技術(shù)有限公司