王　蕊　胡吉永　張慧萍　俞金林　晏　雄

1. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620；2. 東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620；3. 江蘇丹毛紡織股份有限公司，江蘇 丹陽 212351

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工藝參數(shù)對織物基刺繡傳輸線的直流電阻的影響

王蕊1, 2胡吉永1, 2張慧萍1, 2俞金林3晏雄1, 2

1. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620；2. 東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620；3. 江蘇丹毛紡織股份有限公司，江蘇 丹陽 212351

摘要：針對影響刺繡傳輸線性能的刺繡工藝參數(shù)，從針跡類型、針跡間距、針跡長度及刺繡張力等方面，對刺繡傳輸線的直流電阻進(jìn)行測試和分析，結(jié)果表明：針跡類型、針跡間距、針跡長度及刺繡張力對刺繡傳輸線的直流電阻均有顯著影響，其中，針跡間距對刺繡傳輸線直流電阻的影響最為顯著。

關(guān)鍵詞：刺繡傳輸線， 直流電阻， 針跡類型， 針跡間距， 針跡長度， 刺繡張力

傳輸線是射頻技術(shù)中傳輸信號的一種最基本的形式, 是纖維柔性電子產(chǎn)品在可穿戴集成應(yīng)用中的必要組件?？椢锘鶄鬏斁€以不導(dǎo)電的織物為基材，其具有一定的柔韌性、可水洗性和可穿戴性?？椢锘鶄鬏斁€可由機(jī)織或刺繡制成，目前仍處于研究階段。織物基刺繡傳輸線利用刺繡的方式將導(dǎo)電紗線與基材相結(jié)合，無需黏合劑，既可小規(guī)模專門定制，也可大規(guī)模批量生產(chǎn)[1]。

我國長期以來的應(yīng)試教育制度模式，使得學(xué)生上課忙于記筆記、考試前忙于背筆記、考試就能不掛科甚至得高分的情況在很多高職院校仍然存在。平時課上學(xué)生表現(xiàn)與最終學(xué)習(xí)考核關(guān)聯(lián)度較小，這種情況使得學(xué)生的學(xué)習(xí)具有一定的功利性，不注重自己平時的課上積極參與，導(dǎo)致課堂沉默的出現(xiàn)。

制作刺繡傳輸線時，需對導(dǎo)電紗線傳導(dǎo)電流的方式(即電阻)進(jìn)行優(yōu)選。對于刺繡傳輸線，國內(nèi)目前的研究較少，但有關(guān)機(jī)織帶狀線的研究表明，纖維集合體傳輸線具有一定的傳輸信號的能力[2]。國外在此方面的研究主要涉及導(dǎo)電紗線的材質(zhì)，以及影響刺繡傳輸線電學(xué)性能的相關(guān)因素等。導(dǎo)電紗線材質(zhì)的研究表明，銀的導(dǎo)電能力相較于其他材質(zhì)強(qiáng)，故設(shè)計(jì)時可根據(jù)需要進(jìn)行選擇[3-4]。導(dǎo)電紗線方向的研究表明：導(dǎo)電紗線沿電流傳播方向排列時織物電阻較??；將不同的導(dǎo)電紗線方向進(jìn)行組合，如組合成“V”字形，織物天線傳輸效率較高[5]1174-1181，[6-7]。當(dāng)采用不同的紗線間距制作傳輸線時，紗線間距越小，即密度越大，則該傳輸線的電阻越小，傳輸性能越好，但密度過大又會影響整體傳輸效率[5]1174-1181，[8-9]?？傊瑢?dǎo)電紗線本身的電阻和制作刺繡傳輸線時使用的針跡，都會對傳輸性能產(chǎn)生很大的影響。

本文為更好地研究刺繡工藝參數(shù)對刺繡傳輸線直流電阻的影響及其影響方式，分別從針跡類型、針跡間距、針跡長度及刺繡張力等角度，對刺繡傳輸線的直流電阻進(jìn)行了測試和分析。

1刺繡傳輸線的設(shè)計(jì)

為了最有效地研究刺繡傳輸線的傳輸特性，需先對刺繡傳輸線進(jìn)行幾何形狀設(shè)計(jì)。通常，為使刺繡傳輸線在測試時與網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀匹配達(dá)到最優(yōu)，設(shè)計(jì)刺繡傳輸線的特征阻抗Z0=50 Ω。根據(jù)文獻(xiàn)[1]中常用的介電常數(shù)和本文使用的純棉織物基材，確定織物基材介電常數(shù)εr=1.54，則刺繡傳輸線寬度(W)[10]：

計(jì)算得到刺繡傳輸線寬度W=1.35 mm。 為便于繡花機(jī)加工，本文最終確定刺繡傳輸線寬度為1.50 mm。

黨的十九大立足新時代新征程，作出了建設(shè)交通強(qiáng)國的重大決策部署，這是全國人民對交通運(yùn)輸工作的殷切期望，也是新時代全體交通人為之奮斗的新使命。四川省委省政府立足省情、對標(biāo)全國、放眼世界，提出了“加快建設(shè)交通強(qiáng)省”戰(zhàn)略目標(biāo)。

2刺繡傳輸線的制作與測試

本文選擇的導(dǎo)電紗線為青島亨通偉業(yè)公司生產(chǎn)的導(dǎo)電鍍銀長絲紗，導(dǎo)電率為21.5 Ω/(5 cm)，線密度為11.1 tex。采用Wilcom繡花軟件設(shè)計(jì)不同參數(shù)的刺繡傳輸線，并將設(shè)計(jì)好的花樣在Brother NV950電腦繡花機(jī)上制作。圖1為典型的刺繡傳輸線。

圖1　刺繡傳輸線

觀察刺繡傳輸線試樣發(fā)現(xiàn)：針跡長度小于1.0 mm 的刺繡傳輸線，其表面導(dǎo)電紗線較緊密且較硬挺；針跡長度大于1.0 mm的刺繡傳輸線，表面導(dǎo)電紗線跨度大，下機(jī)后皺縮大。

不過，2016年的時候，出于某些原因，斯沃琪集團(tuán)品牌也曾全部缺席當(dāng)年GPHG日內(nèi)瓦鐘表大賞；2017年，只有浪琴一只“大眼”計(jì)時碼表參加最佳復(fù)刻表的評比，并最終獲得該獎項(xiàng)；2018年，已經(jīng)有多只浪琴、美度和漢米爾頓腕表出現(xiàn)在最新一年的GPHG報(bào)名名單里。

3結(jié)果與分析

3.1針跡類型對刺繡傳輸線的影響

導(dǎo)電紗線與電流傳輸方向之間的關(guān)系會影響刺繡傳輸線的直流電阻。

3.2針跡間距對刺繡傳輸線的影響

運(yùn)輸采用的是卸料運(yùn)輸攪拌車，運(yùn)輸時間要控制合理，不能過長，在運(yùn)輸中若發(fā)生混凝土離析，則需要進(jìn)行二次攪拌。通常情況下，攪拌車運(yùn)輸時間要＜30min。

通常，導(dǎo)電紗線方向一般包括平行于電流方向、垂直于電流方向和與電流方向成一定角度等(圖2)。

圖2導(dǎo)電紗線方向

為分析導(dǎo)電紗線方向?qū)Υ汤C傳輸線直流電阻的影響，設(shè)計(jì)了6種不同針跡類型不同參數(shù)的刺繡傳輸線(表1)。

表1　不同針跡類型的刺繡傳輸線的參數(shù)設(shè)計(jì)

使用PROVA 901萬用表測量1#～6#刺繡傳輸線的直流電阻，所得刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差如圖3所示，其中線段表示直流電阻標(biāo)準(zhǔn)差。直流電阻標(biāo)準(zhǔn)差的平方即為直流電阻方差，方差越大，則刺繡傳輸線直流電阻的離散性越大。

圖3　1#～6#刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差

圖3顯示：當(dāng)導(dǎo)電紗線與電流方向平行(即1#和4#試樣)時，刺繡傳輸線的直流電阻最小，方差也較小；當(dāng)導(dǎo)電紗線與電流方向垂直(即2#和5#試樣)時，刺繡傳輸線的直流電阻較大，其中2#試樣方差最大；當(dāng)導(dǎo)電紗線與電流方向呈一定角度(即3#和6#試樣)時，刺繡傳輸線的直流電阻介于前兩種之間。產(chǎn)生該結(jié)果的主要原因是，電流沿導(dǎo)電紗線傳導(dǎo)時，導(dǎo)電紗線走過的路徑短則電流傳導(dǎo)能力好，此時刺繡傳輸線的直流電阻小。因此，為使刺繡傳輸線具有更好的傳輸性，應(yīng)選擇在相應(yīng)方向上具有較小直流電阻的刺繡傳輸線。

內(nèi)源融資指企業(yè)依靠自有資金和留存收益進(jìn)行融資，內(nèi)源融資約束與企業(yè)自身現(xiàn)金流量有關(guān)。因此本文采用了現(xiàn)金占總資產(chǎn)比例 （Cash Ratio），即貨幣資金與交易性金融資產(chǎn)占總資產(chǎn)的比例，用于反映流動性程度。同時，本文還采用了現(xiàn)金流量比率 （Cash Coverage Ratio），即經(jīng)營活動現(xiàn)金流量與流動負(fù)債的比值，用于反映公司短期償債能力。

針跡類型即制作繡花織物時選用的繡花軌跡類型。常用針跡類型包括周線針、直線針和它它米針等。本文為研究不同導(dǎo)電紗線方向?qū)Υ汤C傳輸線直流電阻的影響，選擇改變針跡類型來改變導(dǎo)電紗線方向。

在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)電紗線密度大，則導(dǎo)電織物的直流電阻小，整體反射性能好。本文為準(zhǔn)確測定導(dǎo)電紗線密度對刺繡傳輸線直流電阻的影響，使用周線針針跡，通過改變針跡間距研究導(dǎo)電紗線密度對刺繡傳輸線直流電阻的影響。

針跡間距即刺繡時相鄰兩跟導(dǎo)電紗線之間的距離。本文首先，根據(jù)導(dǎo)電紗線的直徑設(shè)計(jì)刺繡傳輸線的密度。試驗(yàn)用導(dǎo)電紗線直徑為0.21 mm。然后，設(shè)置不同的針跡間距，使刺繡傳輸線中的導(dǎo)電紗線相互擠壓或遠(yuǎn)離。由于Brother NV950電腦繡花機(jī)的限定，所得實(shí)際針跡間距大于設(shè)置的針跡間距。且經(jīng)調(diào)整和測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用Wilcom繡花軟件設(shè)置針跡間距為0.50 mm時，刺繡傳輸線內(nèi)的導(dǎo)電紗線緊挨但不擠壓。

不同針跡間距的刺繡傳輸線的設(shè)計(jì)如表2所示。

表2　不同針跡間距的刺繡傳輸線的參數(shù)設(shè)計(jì)

當(dāng)時劉備帶著張飛、關(guān)羽鎮(zhèn)守在徐州、下邳（）一帶。曹操率領(lǐng)著二十萬大軍攻打徐州時，劉備無計(jì)可施，聽了張飛的話，連夜去曹營劫寨。不料中了曹操的埋伏，劉備和張飛各自逃走，在路上失散了。劉備一個人去投奔了袁紹，而張飛則逃到了別處。

圖4　7#～19#刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差

由圖4可知：當(dāng)針跡間距在0.50 mm以下變動時，刺繡傳輸線直流電阻變化較明顯，其與針跡間距呈線性增長趨勢，通過對該段進(jìn)行擬合，得到針跡間距(x)和直流電阻(y)的關(guān)系近似為y=2.720x+0.468； 當(dāng)針跡間距在0.50～1.50 mm間變動時，刺繡傳輸線直流電阻呈階梯形上升趨勢；當(dāng)針跡間距大于1.50 mm時，寬度為1.50 mm的刺繡傳輸線內(nèi)的導(dǎo)電紗線均為3根，直流電阻為4.8 Ω，且?guī)缀醪蛔?。各針跡間距下刺繡傳輸線直流電阻的方差值均較小。

針跡間距通過影響導(dǎo)電紗線的密度進(jìn)而影響刺繡傳輸線的直流電阻。當(dāng)寬度為1.50 mm的刺繡傳輸線內(nèi)的導(dǎo)電紗線根數(shù)相同時，直流電阻近似相等；刺繡傳輸線的針跡間距越小，則刺繡傳輸線的導(dǎo)電紗線密度越大，此時直流電阻小、傳輸信號的能力強(qiáng)。

公用輔助一體化：為了合理利用能源、減少消耗，根據(jù)化工區(qū)區(qū)內(nèi)化工主體項(xiàng)目，形成供水、供電、供熱、供氣為一體的公用工程“島”，實(shí)行區(qū)內(nèi)能源的統(tǒng)一供給。

3.3針跡長度對刺繡傳輸線的影響

針跡長度即每次針行走的長度。繼續(xù)選擇周線針，其針跡長度即指刺繡傳輸線表面每一節(jié)導(dǎo)電紗線的長度。本文為研究針跡長度對刺繡傳輸線直流電阻的影響，設(shè)計(jì)了不同針跡長度的刺繡傳輸線(表3)。

表3　不同針跡長度的刺繡傳輸線的參數(shù)設(shè)計(jì)

采用PROVA 901萬用表測量刺繡傳輸線的直流電阻。測試過程中，為保證刺繡傳輸線的平整，使用兩個板式夾頭代替萬用表夾頭用于夾緊織物。且為了保證測試的準(zhǔn)確性，固定用板式夾頭位于刺繡傳輸線兩端恰好夾住且不露出的位置。

為分析針跡長度對刺繡傳輸線直流電阻的影響，使用PROVA 901萬用表測量12#及22#～33#刺繡傳輸線的直流電阻，所得不同針跡長度的刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差如圖5所示，其中線段表示直流電阻的標(biāo)準(zhǔn)差。

根據(jù)回歸方程計(jì)算不同烤制時間下的烤鴨品質(zhì)得分，結(jié)果如表5所示。根據(jù)烤鴨品質(zhì)評價方法，在30～50min范圍內(nèi)，除45min處理組外，40min試驗(yàn)組品質(zhì)得分最高，此條件下鴨肉b*為13.59，鴨皮L*為57.07，鴨肉彈性為0.69，鴨皮彈性為0.76，綜合品質(zhì)得分為58.38，該試驗(yàn)組烤鴨各關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)均在烤鴨關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)范圍內(nèi)，因此通過紅外蒸汽烤制時間單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的適宜的烤制時間為40min。

圖5　12#及22#～33#刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差

鑒于導(dǎo)電紗線的強(qiáng)力和脆性，本文設(shè)計(jì)的刺繡張力刻度在0.0～3.0之間。過小的刺繡張力會引起導(dǎo)電紗線成團(tuán)；過大的刺繡張力會引起導(dǎo)電紗線擠壓斷頭。不同刺繡張力的刺繡傳輸線的參數(shù)設(shè)計(jì)見表4。

針跡長度對于刺繡傳輸線的直流電阻的影響在于，針跡長度會影響導(dǎo)電紗線之間的接觸點(diǎn)。針跡長度越大，刺繡傳輸線表面每一節(jié)的導(dǎo)電紗線越長，紗線之間的節(jié)點(diǎn)越少，導(dǎo)通電流的能力越高；但過大的針跡長度會造成刺繡傳輸線直流電阻的離散性較大。

此外，刺繡傳輸線中導(dǎo)電紗線之間的相互作用對其直流電阻有一定的影響，但具體影響方式還有待進(jìn)一步的研究。

3.4刺繡張力對刺繡傳輸線的影響

Brother NV950電腦繡花機(jī)的張力刻度從0.0到10.0代表刺繡張力越來越大。

由圖5可知：針跡長度小于1.0 mm時，刺繡傳輸線的直流電阻隨著針跡長度的增大而略有下降，但整體都在2.5 Ω附近波動；針跡長度在1.0～7.0 mm之間時，刺繡傳輸線的直流電阻隨針跡長度的增大而減小，且呈二次曲線下降態(tài)勢，對該段進(jìn)行擬合得到y(tǒng)=0.019x2-0.261x+2.605；針跡長度大于7.0 mm時，刺繡傳輸線的直流電阻基本保持在1.8 Ω左右。此外，針跡長度小于1.0 mm或等于10.0 mm時，刺繡傳輸線的直流電阻的離散性較大；針跡長度在1.0～9.0 mm 之間時，直流電阻的離散性較小。

8) 關(guān)鍵報(bào)警/聯(lián)鎖相關(guān)的交接班管理功能。重要的被擱置報(bào)警/被抑制報(bào)警的清單與交接確認(rèn)功能，重要的被旁路的聯(lián)鎖清單與交接確認(rèn)功能，本班內(nèi)發(fā)生的重要報(bào)警情況交接，報(bào)警/聯(lián)鎖交接班日志管理。

使用PROVA 901萬用表測量刺繡傳輸線直流電阻，所得刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差如圖4所示，圖中線段表示不同針跡間距刺繡傳輸線的直流電阻標(biāo)準(zhǔn)差。

表4　不同刺繡張力的刺繡傳輸線的參數(shù)設(shè)計(jì)

使用PROVA 901萬用表測量不同刺繡張力下刺繡傳輸線的直流電阻，所得刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差如圖6所示，其中，線段表示刺繡傳輸線的直流電阻標(biāo)準(zhǔn)差。

在農(nóng)業(yè)保險運(yùn)行中，在假設(shè)保險公司經(jīng)營的情況下，政府通過保險公司對農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)保險行為做出補(bǔ)貼B，情況如表4所示。

圖6　29#及34#～39#刺繡傳輸線的直流電阻和標(biāo)準(zhǔn)差

由圖6可以看出：當(dāng)張力刻度為0.0時，刺繡傳輸線的直流電阻較小，此時直流電阻方差較小，制成的刺繡傳輸線較穩(wěn)定；當(dāng)張力刻度為2.0時，刺繡傳輸線的直流電阻最大，此時直流電阻方差最大，刺繡傳輸線的直流電阻波動較大。但實(shí)際上，手工測量會存有誤差，加之繡花機(jī)設(shè)置張力刻度時，內(nèi)置的張力盤的控制并不精確，故不同張力刻度時刺繡傳輸線的直流電阻可視為在其誤差范圍內(nèi)波動，刺繡張力對刺繡傳輸線直流電阻的影響可忽略，制作刺繡傳輸線時只需根據(jù)平整度和斷頭情況自行調(diào)節(jié)即可。

3.5綜合討論

為比較針跡類型、針跡間距、針跡長度及刺繡張力等工藝參數(shù)對刺繡傳輸線直流電阻影響的程度，就上述各參數(shù)進(jìn)行了方差分析。每個水平下做5次重復(fù)試驗(yàn)，通過單因子方差分析，計(jì)算得到各工藝參數(shù)的F值。取顯著性水平α=0.05，由于各工藝參數(shù)所取水平不同，故自由度不同，每個參數(shù)對比的Fα不同。各工藝參數(shù)的F值和顯著性歸納于表5。

表5　各工藝參數(shù)的F值和顯著性

由表5可以看出：四個參數(shù)對刺繡傳輸線的直流電阻均有顯著性影響，且針跡間距的影響最為顯著，其次為針跡長度和針跡類型，刺繡張力對刺繡傳輸線直流電阻的影響顯著性最低。因此，在刺繡傳輸線的設(shè)計(jì)和選用時，應(yīng)結(jié)合上述各因素對刺繡傳輸線直流電阻影響的程度進(jìn)行相關(guān)優(yōu)選。

4結(jié)論

(1) 采用周線針針跡，當(dāng)導(dǎo)電紗線與電流方向平行時，刺繡傳輸線的直流電阻較小，同時直流電阻方差較小。

(2) 針跡間距越小，則刺繡傳輸線的密度越大，其直流電阻越小、傳輸信號的能力越強(qiáng)。

圖8的橫軸、縱軸分別代表訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中目標(biāo)框的寬、高。從圖8中可以看出訓(xùn)練集中車輛目標(biāo)框的寬與高值近似,且小目標(biāo)居多。

(3) 針跡長度越大，則刺繡傳輸線表面每一節(jié)的導(dǎo)電紗線較長，導(dǎo)通電流的能力較強(qiáng)，但過大的針跡長度會造成刺繡傳輸線直流電阻的離散性較大。

(4) 在較小的刺繡張力范圍內(nèi)，刺繡傳輸線直流電阻隨刺繡張力的增大而變大。

(5) 針跡類型、針跡間距、針跡長度及刺繡張力等工藝參數(shù)對刺繡傳輸線的直流電阻均有顯著影響。其中，針跡間距的影響最為顯著，其次為針跡長度和針跡類型，刺繡張力對刺繡傳輸線直流電阻的影響顯著性最低。在設(shè)計(jì)和選用刺繡傳輸線時，應(yīng)根據(jù)各因素對刺繡傳輸線直流電阻影響的程度進(jìn)行相關(guān)優(yōu)選。

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Effect of process parameters on DC resistance of fabric-based embroidered transmission line

WangRui1, 2，HUJiyong1, 2，ZHANGHuiping1, 2，YUJinlin3，YANXiong1, 2

1. Key Laboratory of Textile Science & Technology，Ministry of Education，Donghua University, Shanghai 201620, China;2. College of Textiles, Donghua University, Shanghai 201620, China;3. Jiangsu Danmao Textile Co., Ltd., Danyang 212351, China

Abstract:The DC resistances of embroidered transmission line were tested and analyzed from anglicanum that affected the performance of transmission line, such as stitch type, stitch space, stitch length and embroidered tension. And the results showed that stitch type, stitch space, stitch length and embroidered tension all had significant effects on the DC resistances of embroidered transmission line, of which stitch space affected the DC resistance of transmission lines most significantly.

Keywords:embroidered transmission line, DC resistance， stitch type, stitch space, stitch length, embroidered tension

收稿日期：2015-06-23

作者簡介：王蕊，女，1989年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榭椢餆o芯片RFID標(biāo)簽 通信作者：晏雄，E-mail: yaxi@dhu.edu.cn

中圖分類號:TN811

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1004-7093(2016)05-0006-06