Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Shanbeh,Mohammad Zarrebini
محسن شنبه (استاد راهنما) محمد ذره بینی اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Kheirandish
فاطمه خیراندیش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
smart textiles are fibrous assemblies capable of sensing environmental stimuli and show the desired responds. The use of smarts in applications such medical, military, environmental, and sport is rather common. These textiles can also be used as sensors. The aim of this study is to introduce and develop a new and easy method for controlling of flow and estimation of deformation of hydraulic circuit equipped by textile based strain sensors. Thus, flexible pipes were used in the hydraulic test circuit were covered with cylindrical braids consisting of conductive yarns. In order to evaluate the performance of the designed smart textiles, the exerted pressure in the hydraulic circuit was varied. The resultant deformation of the conductive yarns used in the braids was employed to study the induced changes in the diameter of the flexible pipe of the hydraulic system. Experiments were conducted using six different conductive yarns. The yarns were different in terms of electrical conductivity and composition. The first group of yarns was composed of polyester/stainless steel staple fiber blend containing 28, 40, and 80 percent stainless steel fibers. The second group of yarn was composed of multifilament sliver coated components. The third group was composed of carbon and stainless steel multifilament. An electrical circuit capable of on-line measurement of electrical properties of the conductive yarns was designed. Changes in the electrical resistance of the conductive yarns due to their deformation as a result of hydraulic pressure were measured. A digital camera was also used to measure the changes in the diameter of the flexible pipe used in the hydraulic system. The experiments were carried out in three separate steps. In the first step 6 of the conductive yarns and two types of flexible pipes having diameters of 11 and 16mm diameter were used to produce 12 experimental samples. Changes in the electrical properties of conductive yarns and the variation of hydraulic pipe diameter at pressure of 2 and 4 bars in intervals of 5 seconds during two different cycle time were evaluated. In the second step, the sensitivity of samples selected in the first step was examined. Samples composed of polyester/stainless steel staple fiber (20/80) and carbon multifilament yarn was tested at pressure of 1 bar in time spans of 3 and 5 seconds. Results established that both samples were capable of exhibiting vivid responds to flow pressure by changing their electrical resistance. It was found that sensitivity of the yarn composed of polyester/stainless steel staple fiber (20/80) in comparison to the other samples was higher. In the third step, in order to be assured of the repeatability of results and sustainability of functionality of selected samples in first step, selected sample were subjected to 7 consecutive tests. Results showed that the electrical properties of the conductive yarns used in smart braids are influenced by the number of experiments conducted on the samples. Key words: Conductive Yarns, Hydraulic Circuit, Electrical Resistance, Diameter Variation, Pressure Variation
منسوجات هوشمند، ساختارهای الیافی با قابلیت احساس نمودن عوامل محرک موجود در محیط و بروز واکنش به این محرک ها می‌باشند. امروزه استفاده از این منسوجات درکاربردهای پزشکی، نظامی، زیست‌ محیطی و ورزشی بسیار متداول می باشد. استفاده از منسوجات هوشمند به‌ عنوان حسگر نیز رایج شده است. هدف از این مطالعه، معرفی و توسعه یک روش جدید و آسان به منظور کنترل نمودن جریان سیال و تعیین میزان تغییر شکل مدار هیدرولیک با استفاده از حسگرهای کششی مبتنی بر منسوج می باشد. براین اساس لوله‌های منعطف مورد استفاده در ساختار مدار هیدرولیک با استفاده از یک سازه برید لوله ای پوشش داده‌ شدند. در بافت برید‌های مورد استفاده از نخ‌های رسانا استفاده گردید. با متغیر نمودن فشار جریان در مدار هیدرولیک، رفتار ساختار منسوج هوشمند طراحی شده مورد بررسی قرار گرفت و تغییرات قطر لوله منعطف به واسطه وجود نخ‌های رسانای بکار گرفته شده در ساختار برید بافته شده تحلیل گردید. تغییرات در قطر مدار هیدرولیک بر حسب تغییرات مقاومت الکتریکی نخ های رسانای استفاده شده در ساختار برید مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 6 نمونه نخ رسانا دارای خصوصیات الکتریکی و ساختاری متنوع در فرآیند بافت سازه برید لوله ای برروی لوله منعطف مدارهای هیدرولیک استفاده گردید. این نخ ها متشکل از رشته های ریسیده شده حاوی 28، 40و80 درصد الیاف بریده شده فولادی، نخ ممتد روکش شده با نقره، نخ های چند رشته ای حاوی رشته‌های ممتد کربن و فولاد ضد زنگ بودند. مقاومت الکتریکی نخ‌های رسانا با استفاده از یک مدار الکتریکی در حالت به هنگام ثبت گردید. این نوع ثبت داده‌ها با استفاده از دوربین دیجیتال جهت بررسی قطر لوله نیز مورد استفاده قرار گرفت. آزمایشات به صورت مرحله‌ای در سه مرحله انجام پذیرفت. در مرحله اول از 6 نمونه نخ رسانا، 12 مدار هیدرولیک دارای قطرهای 11و16 میلی متر ساخته شد. تغییرات خصوصیات الکتریکی نخ های رسانا بر حسب تغییرات شکلی به واسطه اعمال تنش فشاری تحت فشارهای2و4 بار در دو بازه زمانی 5 ثانیه ای مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم، حساسیت نمونه های منتخب در مرحله اول مورد آزمایش قرار گرفت. در این مرحله نمونه های حاوی نخ 80 درصد فولاد ریسیده شده و نخ چند رشته ای حاوی رشته‌های ممتدکربن تحت فشار1 بار در بازه های زمانی ? و5 ثانیه مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بیانگر قابلیت هر دو نمونه نخ رسانا جهت اندازه گیری تغییرات خصوصیات الکتریکی به صورت واضح تحت فشار پائین و مدت زمان کم می باشد. مشاهده گردید نمونه های حاوی نخ 80 درصد فولاد ریسیده شده در مقایسه با نخ چند رشته ای حاوی رشته‌های ممتدکربن نسبت به تغییرات قطر حساس‌تر می باشند. در مرحله سوم، جهت اطمینان یافتن از تکرار پذیری نتایج و استمرار پایداری قابلیت عملکرد نمونه ها، آزمایشات به صورت متوالی 7 مرتبه تکرار گردیدند. نتایج نشان دهنده تأثیر افزایش تعداد مراحل آزمایش بر خصوصیات الکتریکی نخ‌های رسانای مورد استفاده در ساختار برید هوشمند می‌باشند. کلمات کلیدی : نخ های رسانا، مقاومت الکتریکی، مدار هیدرولیک، تغییرات قطر، تغییرات فشار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی