Tato práce zahrnuje vývoj vyšívaných teplotních senzorů pro inteligentní textilie, především hasičské obleky. Vyvíjený teplotní senzor je založen na inovativní hybridní odporové niti. Práce postupuje od návrhu senzoru konvenčními textilními metodami přes skutečnou realizaci senzorů. Vyšívané teplotní senzory jsou kalibrovány v teplotním rozsahu -40 °C až 150 °C. Teplotní senzory jsou podrobeny testu dlouhodobé stability 1000 hodin v teplotě 125 °C. Test dlouhodobé stability přináší uspokojivé výsledky, změna elektrického odporu testovaného senzoru je v relativních veličinách nižší než změna měřená stejným testem u komerčního senzoru. Reakce vyšívaných teplotních senzorů na skokové změny teploty mezi -40 °C a 125 °C je porovnána s komerčními teplotními senzory Pt1000 třídy A. Vyšívaný teplotní senzor disponuje několikanásobně rychlejší odezvou na skokovou změnu teploty. Senzor je doporučen k dalšímu vývoji a realizaci v cílových aplikacích.
Annotation in English
This study introduces the development of embroidered temperature sensors for smart textiles, especially firefighting suits. The developed temperature sensor is based on innovative hybrid resistance thread. The work proceeds from the design of the sensor through conventional textile methods to real realization of sensors. Embroidered temperature sensors are calibrated in the temperature range from -40 °C to 150 °C. Temperature sensors are subjected to a long-term stability test of 1000 hours at 125 °C. The long-term stability test yields satisfactory results, the change in the electrical resistance of the tested sensor is less than measured change by the same test in a commercial sensor in relative values. Reaction of embroidered temperature sensors to shock-temperature changes between -40 °C and 125 °C is compared with commercial grade Pt1000 temperature sensors. The embroidered temperature sensor has a so much faster response to shock-temperature changes. The sensor is recommended for further development and implementation in the target applications.
Temperature, measurement, temperature sensor, smart textile, embroider, calibration
Length of the covering note
50 s. (61 702 znaků).
Language
CZ
Annotation
Tato práce zahrnuje vývoj vyšívaných teplotních senzorů pro inteligentní textilie, především hasičské obleky. Vyvíjený teplotní senzor je založen na inovativní hybridní odporové niti. Práce postupuje od návrhu senzoru konvenčními textilními metodami přes skutečnou realizaci senzorů. Vyšívané teplotní senzory jsou kalibrovány v teplotním rozsahu -40 °C až 150 °C. Teplotní senzory jsou podrobeny testu dlouhodobé stability 1000 hodin v teplotě 125 °C. Test dlouhodobé stability přináší uspokojivé výsledky, změna elektrického odporu testovaného senzoru je v relativních veličinách nižší než změna měřená stejným testem u komerčního senzoru. Reakce vyšívaných teplotních senzorů na skokové změny teploty mezi -40 °C a 125 °C je porovnána s komerčními teplotními senzory Pt1000 třídy A. Vyšívaný teplotní senzor disponuje několikanásobně rychlejší odezvou na skokovou změnu teploty. Senzor je doporučen k dalšímu vývoji a realizaci v cílových aplikacích.
Annotation in English
This study introduces the development of embroidered temperature sensors for smart textiles, especially firefighting suits. The developed temperature sensor is based on innovative hybrid resistance thread. The work proceeds from the design of the sensor through conventional textile methods to real realization of sensors. Embroidered temperature sensors are calibrated in the temperature range from -40 °C to 150 °C. Temperature sensors are subjected to a long-term stability test of 1000 hours at 125 °C. The long-term stability test yields satisfactory results, the change in the electrical resistance of the tested sensor is less than measured change by the same test in a commercial sensor in relative values. Reaction of embroidered temperature sensors to shock-temperature changes between -40 °C and 125 °C is compared with commercial grade Pt1000 temperature sensors. The embroidered temperature sensor has a so much faster response to shock-temperature changes. The sensor is recommended for further development and implementation in the target applications.
Temperature, measurement, temperature sensor, smart textile, embroider, calibration
Research Plan
Proveďte literární rešerši dostupných metod vhodných pro měření teploty v oblasti chytrých textilií.
Navrhněte aplikace pro měření teploty v chytrých textiliích a stanovte požadované parametry senzorů teploty.
Navrhněte vhodné materiály a topologie senzorových prvků pro měření teploty. Pozornost rovněž věnujete problematice spolehlivého kontaktování senzorových prvků.
Proveďte měření vybraných vzorků teplotních senzorových prvků na textilních substrátech a diskutujte dosažené výsledky a navrhněte další postup prací pro výzkum v této oblasti.
Research Plan
Proveďte literární rešerši dostupných metod vhodných pro měření teploty v oblasti chytrých textilií.
Navrhněte aplikace pro měření teploty v chytrých textiliích a stanovte požadované parametry senzorů teploty.
Navrhněte vhodné materiály a topologie senzorových prvků pro měření teploty. Pozornost rovněž věnujete problematice spolehlivého kontaktování senzorových prvků.
Proveďte měření vybraných vzorků teplotních senzorových prvků na textilních substrátech a diskutujte dosažené výsledky a navrhněte další postup prací pro výzkum v této oblasti.
Locher, I, Kirstein, T., Temperature profile estimation with smart textiles, In Proceedings of the International Conference on Intelligent textiles, Smart clothing, Well-being, and Design, 2005.
M. Catrysse, R. Puers, C. Hertleer, L. Van Langenhove, H. Van Egmond, D. Matthys, Towards the integration of textile sensors in a wireless monitoring suit, Sensors Actuators, A Phys. 114 (2004) 302?311. doi:10.1016/j.sna.2003.10.071.
T. Kirstein, D. Cottet, J. Grzyb, G. Tröster, Wearable computing systems ? electronic textiles, in: T. Xiaoming (Ed.), Wearable Electron. Photonics, CRC Press, Boca Raton, FL, 2005: pp. 177?197.
Locher, I, Kirstein, T., Temperature profile estimation with smart textiles, In Proceedings of the International Conference on Intelligent textiles, Smart clothing, Well-being, and Design, 2005.
M. Catrysse, R. Puers, C. Hertleer, L. Van Langenhove, H. Van Egmond, D. Matthys, Towards the integration of textile sensors in a wireless monitoring suit, Sensors Actuators, A Phys. 114 (2004) 302?311. doi:10.1016/j.sna.2003.10.071.
T. Kirstein, D. Cottet, J. Grzyb, G. Tröster, Wearable computing systems ? electronic textiles, in: T. Xiaoming (Ed.), Wearable Electron. Photonics, CRC Press, Boca Raton, FL, 2005: pp. 177?197.