авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Разработка технологии изготовления трикотажных изделий для биомониторинга

-- [ Страница 2 ] --

Проведен анализ влияния размеров электродов на электрическое сопротивление в диапазоне 2, 4, 6 см по ширине и длине, получена регрессионная зависимость:

R = -0,089 + 0,055l,

где: R – полное электрическое сопротивление, l- длина образца. Было выявлено, что ширина образца не влияет на полное электрическое сопротивление в исследуемом диапазоне.

В работе проведены исследования влияния воздействия влаги и процесса стирки на электрофизические свойства.

Проведенные во второй главе исследования доказывают, что трикотажные электроды и чувствительные элементы могут успешно использоваться для различных биометрических исследований.

Третья глава посвящена разработке трикотажа с улучшенными эксплуатационными свойствами для биомониторинга.

Сформулированы требования, предъявляемые к трикотажу с улучшенными эксплуатационными свойствами:

- минимизация влияния внешних температурных воздействий;

- эффективный влагоперенос;

- оптимальные значения воздухопроницаемости;

- возможность использования различных видов сырья с учетом условий эксплуатации и индивидуальных особенностей организма.

В производстве трикотажа с улучшенными эксплуатационными свойствами наиболее часто применяют следующие переплетения:

- кулирная гладь, которая характеризуется низкой материалоемкостью и себестоимостью производства;

- ластик 1+1 и ластик 2+2, благодаря их упругим свойствам;

- комбинированные переплетения.

В работе предложено двухслойное комбинированное переплетение, графическая запись которого представлена на рисунке 4.

Благодаря выбранному технологическому решению одна сторона имеет гладкую поверхность, представляющую собой кулирную гладь, а другая рельефную, с образованием «тепловых ячеек». Такая структура позволяет сочетать разные виды сырья для внешнего и внутреннего слоя изделия.

Для сравнительного эксперимента эксплуатационных и теплозащитных свойств были выработаны образцы, в которых слои трикотажа образованы из хлопчатобумажной, льносодержащей, вискозной пряж и полиамидной комплексной нити в различных сочетаниях.

Критерием для оценки эксплуатационных свойств трикотажа предложено использовать динамику водопоглощения (В), математическая модель которой имеет вид:

Данная функция является аппроксимацией к зависимости водопоглощения от времени, полученной на основе экспериментальных данных (рисунок 5).

Рисунок 5 – зависимость водопоглощения от времени.

Коэффициент (а) отражает максимальное количество поглощаемой влаги, т.е уровень насыщения. Производная от функции по времени будет отражать характер ее изменения или, в нашем случае, скорость изменения величины водопоглощения во времени:

Полученная зависимость показывает, что скорость изменения величины водопоглощения зависит от коэффициента (b), который характеризует темп насыщения. Из выражения видно, что чем выше коэффициент (b), тем быстрее идет процесс водопоглощения, при этом скорость уменьшается со временем и стремиться к нулю, достигая состояния насыщения (рисунок 6).

  скорость изменения величины-7

Рисунок 6 – скорость изменения величины водопоглощения во времени.

Полученные в результате исследований коэффициенты предоставляют возможность ранжировать трикотажные полотна для производства «термобелья» по скорости и по уровню максимального водопоглощения, а также с учетом конкретных условий эксплуатации и физиологических особенностей организма, например, реакции кожного покрова на то или иное сырье, позволяют оптимально подобрать вид пряжи для лицевой и изнаночной сторон (таблица 2).

Таблица 2 – коэффициенты уравнения динамики водопоглощения.

Сторона трикотажа Состав сырья Поверхностная плотность г/м3 коэффициенты уравнения динамики водоглощения
a
1 гладкая вискозная пряжа 785 205 0,305
рельефная вискозная пряжа 193 0,274
2 гладкая полиамидная нить 385 270 0,024
рельефная льносодержащая пряжа 254 0,096
3 гладкая х/б пряжа 555 81 0,008
рельефная льносодержащая пряжа 114 0,024
4 гладкая х/б пряжа 395 174 0,076
рельефная полиамидная нить 136 1,319
5 гладкая полиамидная нить 490 209 1,608
рельефная вискозная пряжа 182 1,453
6 гладкая х/б пряжа 570 69 0,010
рельефная х/б пряжа 54 0,023
7 гладкая льносодержащая пряжа 285 285 0,093
рельефная полиамидная нить 280 0,277
8 гладкая льносодержащая пряжа 445 178 0,065
рельефная льносодержащая пряжа 156 0,056
9 гладкая вискозная пряжа 645 156 1,058
рельефная х/б пряжа 57 0,019
10 гладкая вискозная пряжа 445 255 0,233
рельефная полиамидная нить 254 0,274
11 гладкая льносодержащая пряжа 525 180 0,194
рельефная вискозная пряжа 188 1,240
12 гладкая полиамидная нить 275 598 2,328
рельефная полиамидная нить 597 1,400
изнаночная

В главе были исследованы теплофизические характеристики полученных трикотажных полотен и произведен сравнительный анализ эксплуатационных свойств с полотнами ведущих фирм производителей «термобелья».

Четвертая глава посвящена разработке трикотажных изделий для биомониторинга различного назначения.

Спроектировано и изготовлено на плосковязальном автомате модели CMS-320.6 фирмы Stoll три изделия для биомониторинга:

-майка для внешнего крепления различных устройств мониторинга, предназначенная для специальных условий эксплуатации;

- джемпер спортивного назначения с ввязанными электродами, адаптированный к использованию с монитором сердечного ритма;

- майка с ввязанными электродами, предназначенная для непрерывного динамического мониторинга ЭКГ, адаптированная к использованию с комплексом Холтеровского мониторирования КМкн-«Союз»-«ДМС» (Россия).

Майка для внешнего крепления устройств мониторинга имеет в своей структуре вывязанные отверстия и каналы для прокладывания проводов (рисунок 7). Майка с прикрепленными электродами, датчиками и приборами регистрации представляет собой полную систему дистанционного мониторинга физиологического состояния человека. Такая система рекомендована для использования в профессиональной деятельности, связанной с экстремальными физическими и психологическими нагрузками.

  майка для внешнего крепления-8

Рисунок 7 – майка для внешнего крепления устройств мониторинга, расположение на теле человека.

Для изготовления деталей трикотажных изделий с ввязанными электропроводящими элементами однопроцессным способом на плосковязальном оборудовании использовалась технология вязания продольно-соединенного трикотажа, которая позволяет вырабатывать детали, имеющие участки различной петельной структуры и сырьевого состава. Предложен способ получения продольно-соединенного трикотажа без использования специальных интарзийных нитеводов.

Джемпер спортивного назначения с ввязанными электродами предназначен для регистрации сердечного ритма во время физической активности. Проведены натурные испытания, получены параметры сердечного ритма при помощи монитора.

Майка для непрерывного динамического мониторинга ЭКГ имеет пять ввязанных электродов, расположенных в соответствии с системой отведений, рекомендованной комплексом Холтеровского мониторирования КМкн-«Союз»-«ДМС». Проведены натурные испытания, получена электрокардиограмма (рисунок 8). Испытания проводились в естественных условиях на протяжении 1ч. 30мин. Качество полученного сигнала – удовлетворительное.

 результаты Холтеровского-9

Рисунок 8 - результаты Холтеровского мониторирования ЭКГ.

Все программы вязания были разработаны с использованием систем автоматизированного проектирования Sirix и М1plus (Stoll).

Общие выводы по работе

  1. Разработан метод биомониторинга с использованием интегрированных текстильных трикотажных электродов и чувствительных элементов в конструкцию нательных бельевых изделий.
  2. На основании анализа медицинских систем мониторинга выявлены физико-технические требования к трикотажным электродам ЭКГ и чувствительному элементу датчика дыхательных усилий.
  3. Определены электрофизические характеристики и механические свойства металлосодержащей пряжи, доказана возможность ее переработки на плосковязальном оборудовании.
  4. Исследованы электропроводящие свойства трикотажа из металлосодержащей пряжи, получена аналитическая модель, позволяющая оценить влияние геометрии структуры трикотажа на значение полного электрического сопротивления.
  5. На основании исследования чувствительности трикотажа из металлосодержащей пряжи и его деформационных свойств выбрана оптимальная структура и технологические параметры для чувствительного элемента датчика дыхательных усилий.
  6. Определена анизотропия электропроводности трикотажа из металлосодержащей пряжи.
  7. Исследовано влияние влагосодержания трикотажа из металлосодержащей пряжи на его электрофизические характеристики
  8. Доказана возможность использования трикотажа из металлосодержащей пряжи в качестве электродов и чувствительных элементов для различных биометрических исследований
  9. На основании проведенного анализа ассортимента трикотажных изделий с улучшенными эксплуатационными свойствами разработана структура комбинированного двухслойного переплетения, позволяющая сочетать разные виды сырья для внешнего и внутреннего слоя изделия.
  10. Предложено математическое описание динамики водопоглощения для сравнительного анализа свойств трикотажных полотен.
  11. Проведены исследования теплофизических характеристик разработанных трикотажных полотен и произведен сравнительный анализ эксплуатационных свойств с полотнами ведущих фирм производителей «термобелья».
  12. Спроектированы и изготовлены изделия для внешнего крепления различных устройств мониторинга, предназначенные для специальных условий эксплуатации.
  13. Спроектированы и изготовлены изделия с ввязанными трикотажными электродами и чувствительными элементами адаптированные к использованию со стандартными регистрирующими устройствами спортивного и медицинского назначения.
  14. Проведены натурные испытания разработанных изделий, в результате которых получены электрокардиограммы.

Публикации, отражающие содержание работы

Статьи в журналах, входящих в «Перечень…» ВАК РФ

  1. Баранов, А.Ю. Трикотаж с улучшенными теплозащитными свойствами [Текст]/ А.Ю. Баранов, А.В. Романова, // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2010.– № 3 том 9.– С.20-24.

Статьи, материалы конференций и тезисы докладов

  1. Алексеик А.Е. Разработка технологии изготовления двухсторонней трансформируемой одежды из трикотажа с улучшенными эксплуатационными свойствами [Текст]/ А.Е. Алексеик, А.В. Романова, А.М. Сухарева, А.Ю. Баранов // Тезисы к всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2006). – СПб: СПГУТД, 2006. – С.123.
  2. Баранов А.Ю. Влияние сырьевого состава на свойства двухслойного комбинированного трикотажа [Текст]/ А.Ю. Баранов, А.В. Романова // Тезисы к всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (Техтекстиль-2007). – Димитровград: ДИТУД УлГТУ, 2007. – С. 18.
  3. Петрова, Е.А. Разработка трикотажных изделий с системой датчиков для биомониторинга [Текст]/ Е.А. Петрова, А.В. Романова, А.Ю. Баранов // Тезисы к всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2008). – СПб: СПГУТД, 2008. – С. 60.
  4. Баранов А.Ю. Разработка трикотажных изделий для биомониторинга [Текст]/ А.Ю. Баранов, А.В. Романова // Тезисы к межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК – 2009). – Иваново: ИГТА, 2009. – С.55.
  5. Романова А.В. Применение трикотажа из токопроводящей пряжи в качестве сенсоров [Текст] / А.В. Романова, А.Ю. Баранов // Тезисы докладов к всероссийской научно-технической конференции «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности». – СПб: СПГУТД, 2009. – С.73.
  6. Романова А.В. Исследование анизотропии электропроводящих свойств трикотажа [Текст]/ А.В. Романова, А.Ю. Баранов // Тезисы к III всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (ТЕХТЕКСТИЛЬ-2010). - Димитровград: ДИТУД УлГТУ, 2010. – С.83.
  7. Романова А.В. Разработка технологии изготовления трикотажных изделий для биомониторинга [Текст]/ А.В. Романова // «У.М.Н.И.К.» в Санкт-Петербурге: разработки победителей конкурса программы Фонда содействия малых предприятий в научно-технической сфере «У.М.Н.И.К.». – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – С.251.
  8. Романова А.В. Разработка комплекса текстильных датчиков для мониторинга физиологического состояния человека [Текст] / А.В.Романова // Сборник трудов международной научной школы для молодежи «Методология и организация инновационной деятельности в сфере высоких технологий». – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – С.62.
  9. Романова А.В. Анизотропия электропроводящих свойств трикотажа из металлосодержащей пряжи [Текст] / А.В. Романова, А.Ю. Баранов // Тезисы докладов к всероссийской научно-технической конференции «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности». – СПб: СПГУТД, 2010. – С. 98.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.