面元件的制作方法

1.本发明涉及一种面元件。
2.所述面元件可以例如设计为纺织面。所述纺织面可以设置有导电线，借助所述导电线提供传感器功能。


背景技术：

3.由wo 2018/113993 a1已知一种方法，其中，面元件中的传感器结构和相交固定结构借助经编机或拉舍尔经编机制造。作为传感器结构的传感器线和作为相交固定结构的相交固定线被加工到面元件的同一侧。传感器线如下地优化，由此通过所述传感器线产生可表明良好的电信号，所述电信号能够在测量装置中被评估，以便在传感器线断开的情况中可以产生报警信息或者类似信息。


技术实现要素：

4.本发明的任务在于提供一种具有扩展的功能性的面元件。
5.为了解决该任务而设置权利要求1的特征。本发明的有利的实施方式和符合目的的进一步方案在从属权利要求中描述。
6.本发明涉及一种面元件，其具有第一层和构成传感器层的第二层，所述第一层具有嵌入到到绝缘材料中的导体回路，所述第二层与导体回路接触。传感器层设计用于检测至少一个外部影响参量。根据所述检测来影响在导体回路中流动的电流。面元件可以在逆转运行中这样运行，以使得通过将电流输入到导体回路中使所述传感器层或每个传感器层产生输出参量。
7.本发明的基本构思由此在于，通过传感器层构成面状的、优选地在面元件的整个面上延伸的传感器元件，根据本发明的第一变体借助所述传感器元件能够以高的灵敏度记录外部影响参量。
8.根据一个另外的替换方案，当面元件在逆转运行中运行时，通过传感器层可以有针对性地产生输出参量。
9.外部影响参量引起改变传感器层的状态参量，所述状态参量导致导体回路中的流(通常即电流)的改变，因为导体回路与传感器层接触。
10.通过时间分散地评估导体回路中的电流可以不仅测定外部影响参量的时间关系。确切地说，由此当两个或更多个外部影响参量具有足够不同的时间特性时，也可以将所述两个或更多个外部影响参量彼此区分开，所述两个或更多个外部影响参量同时通过传感器层检测。
11.这例如是当传感器层是导电层时的情况。导电层设计用于检测机械负荷和/或用于检测环境湿度。
12.在机械负荷导致导体回路中的电流短暂地改变期间，环境湿度的影响引起导体回路中的电流的几乎时间恒定的改变。通过时间分散地评估导体回路中的电流可以单独地检
测这两个影响参量。根据应用情况可以分配对影响参量的时间分散的评估。例如机械负荷形成长期改变的影响参量，而湿度形成短暂改变的影响参量。
13.替换地，传感器层可以是压电层。压电层设计用于检测机械负荷。
14.由此，在这种情况中仅仅一个外部影响参量通过评估导体回路的电流来检测。
15.有利地，面元件的两侧能够以绝缘层覆盖，由此对传感器结构提供保护。
16.第一层和第二层通常可以由共同的面区段构成或者由两个单独的面区段构成。
17.例如一个唯一的面区段能够以薄膜或类似物的形式设置，不仅导体回路而且传感器层可以集成在该区段中。
18.对于第一层和第二层由单独的面区段构成的情况有利的是，第一层是纺织面，其中，导体回路设置在第一层的朝向传感器层的一侧。
19.纺织面例如是编织物、编结物、针织物或无纺布。
20.有利地，导体回路以导电线的形式加工到纺织面中。
21.在此，所述加入可以借助合适的纺织机实现，通过所述纺织机实施编网过程、作用过程、编织过程或者类似过程。
22.另外的方法例如印刷方法也可以用于制造导体回路。
23.有利地，传感器层作为涂层被施加到第一层上。
24.根据一个有利的进一步方案，在第一层的与传感器层对置的一侧设置适配层。
25.在此，适配层由绝缘材料或弱导电材料构成。
26.适配层特别是实现应用特定地与不同的介质适配，面元件被施加到所述介质上。
27.根据本发明的一个有利的替换的进一步方案，在第一层的对置的侧上分别设置导体回路，其中，每个导体回路与传感器层接触。
28.由此提供两个传感器层，借助所述传感器层可以有利地检测不同的外部影响参量。在这种情况下一个另外的主要优点在于，给每个传感器层配置单独的导体回路，从而通过所述传感器层可以单独地并且彼此无关地检测外部影响参量。
29.根据本发明的一个替换的设计方案，传感器层集成在导体回路中。
30.导体回路例如以导电线的形式构造，所述导电线与传感器线构成缠绕部，其中，传感器线构成传感器层。
31.通过导电线与传感器线缠绕使它们彼此机械接触。
32.由此由外部影响参量决定的传感器线改变可以直接传递到构成导体回路的导电线上，由此导体回路中的电流改变并且由此测量技术地检测外部影响参量。
33.例如传感器线由压电线构成。
34.通过所述传感器线检测作用于面元件的机械负荷。
35.特别有利地，压电线网络可以设置为传感器层，导体回路集成到所述压电线网络上。
36.通常，这个导体回路或每个导体回路的输出信号形成对于外部影响参量的量度。
37.根据本发明的面元件可以使用在不同的应用中。
38.面元件特别是可以布设在建筑物的地面或壁中。特别是可以在浴室中实现连续的湿度控制。在此，面元件可以形成管路或管的外皮，液体、例如油、水或有毒材料输送到所述管路或管中。通过面元件可以探测不可控的液体溢出。也可以通过地面上的面元件检测机
械负荷。另外的应用是集装架、集装箱和这一类的重量确定。也可以分析子弹到装备有面元件的防护背心上的碰撞作用。
39.例如在建筑物的露台或阳台上的户外应用也是可能的。
40.最后也能够应用在机动车中、例如在载重车的装载区域上。
41.根据本发明的第二变体，根据本发明的面元件也可以在逆转运行中这样运行，以使得通过将电流输入到导体回路中使所述传感器层或每个传感器层产生输出参量。
42.例如光辐射或放热设置为输出参量。
43.根据一个特别有利的设计方案，面元件具有两个第一层，这两个第一层分别具有嵌入到绝缘材料中的导体回路。在所述第一层之间设置传感器层，该传感器层在面元件的逆转运行中可以产生输出参量。
44.一个有利的实施方案是，当导体回路设计为产生两个被相反充电的层时，则在此产生电场。
45.磁场也可以通过面元件在逆转运行中产生。
46.传感器层可以通过施加电压影响电化学过程，作为所述过程的组成部分的外部影响参量可以不仅从外部被传送，而且存储在传感器层中。
47.在第一应用情况中，由此面元件可以具有自我消毒作用。面元件则可以例如用作防毒面具。特别是使用在公共区域中的商品也可以在其表面上铺设面元件，所述面元件通过其自我消毒作用来自清洁。对此的实例是公园的长椅或者类似商品。
48.由此取消耗费的对所述物品的清洁和/或杀菌过程。
49.所述设置有根据本发明的面元件的物品可以有利地用于人通常与物品接触的应用领域。
50.所述应用领域的实例是公共建筑物和设施、医院、公共交通工具、酒店和办公室。
51.设置有根据本发明的面元件的物品可以是门把手、门框、墙壁也或者商品例如托盘、秤或座椅垫。服装、特别是警察制服、医护服或军服也可以设置有面元件。
52.面元件的工作方式则是这样的，传感器层是电绝缘层或膜片，在电绝缘层或膜片中在施加给导体回路的电压下产生活性氧化物。
53.第一层可以类似于根据本发明的第一变体的面元件的设计方案构造。第一层特别是可以设计为纺织面。导体回路能够以导电线的形式加工到纺织面中。替换地，导体回路可以设计为印刷层或涂层。
54.电绝缘的传感器层能够以薄膜、涂层或者类似物的形式构造。特别有利地，传感器层由无纺布或类似的纺织面构成。有利地，传感器层构成多孔的、电渗透层。在将电压施加给导体回路时与水、湿度或氧气一起产生活性氧化物、所谓的ros(reactive oxygen species)，所述活性氧化物可以杀灭病原体、例如病毒或细菌。ros的一个实例是过氧化氧。
55.可以由此实现一个另外的应用情况，即传感器层是电绝缘层，在所述电绝缘层中根据将给导体回路施加电压而通过出自传感器层的力作用改变作为输出参量的离子结构。在此，视输出参量的状态而定，传感器层可透气或不可透气。
56.在根据本发明的面元件的两个变体中，所述面元件可以在两侧以绝缘层覆盖。
57.为了实现特别大面积的结构可以设置多个彼此连接的面元件的多重布置，其中，各个面元件的导体回路则彼此导电地连接。
附图说明
58.下面根据附图说明本发明。附图示出：
59.图1：根据本发明的面元件的第一实施例。
60.图2：根据图1的面元件的部件的单个视图。
61.图3：根据本发明的面元件的第二实施例。
62.图4：根据图3的面元件的部件的单个视图。
63.图5：根据本发明的面元件的另外的实施例。
具体实施方式
64.图1示出根据本发明的面元件1的第一实施例，其中，所述面元件的部件在图2中以单个视图示出。
65.根据图1和2的面元件1具有第一层2，所述第一层通常由绝缘的、即不导电材料构成，其中，在所述层中设置由导电材料构成的导体回路3。
66.第一层2在这种情况中由纺织面构成，所述纺织面由绝缘的线或纱线构成。
67.纺织面例如是编织物、编结物、针织物或无纺布。
68.在这种情况中，导体回路3以导电线的形式被加工到纺织面中。
69.如同由图2可看到的那样，导体回路3在第一层2的整个表面上延伸，其中，所述回路蜿蜒曲折状地以多个回路延伸。
70.导体回路3的自由端部在第一层2的边缘中的一个边缘上延伸出去，所述自由端部构成测量点4，测量装置、特别是电流测量装置可以与所述测量点连接。
71.在这种情况中，测量点4在第一层2的同一个边缘上延伸出去。这两个测量点4通常可以在不同的边缘上、特别是在对置的边缘上延伸出去。
72.第二层构成传感器层5，借助所述传感器层可以检测一个或多个外部影响参量。在此，传感器层5的整个表面优选地构成对于检测影响参量敏感的面。
73.传感器层5在这种情况中以涂层的形式构造，所述涂层被施加到第一层2上。原则上，第一层和第二层也可以构成共同的面元件、例如以薄膜的形式构造。
74.传感器单元可以由压电层构成。
75.在这种情况中，传感器层5以导电层的形式构造。重要的是，如同由图1可看到的那样，导电层、即传感器层5与第一层2的导体回路3接触。
76.由此(电)传导性的改变直接影响导体回路3中的电流，这通过在测量点4测量而立即被记录。
77.通过导电传感器层5可以检测两个外部影响参量、即一方面影响传导性的环境湿度并且另一方面机械负荷，所述机械负荷局部地导致传感器层5变形并且由此决定地导体回路3中的电流改变。
78.两个影响参量可以在适合的评估单元中被分开并且通过如下方式来检测，即进行时间分散地检测导体回路中的电流3。由此，由环境湿度决定的、导体回路中的电流3的静态改变可以与由机械影响决定的、动态时间上极强变化的导体回路3的电流改变准确地相区分。电流改变的对应关系可以根据应用情况改变。
79.根据图1的面元件1的第三层构成适配层6，所述适配层特别是设计用于使面元件1
与不同的基底材料相适配。
80.有利地，适配层6由绝缘材料或弱导电材料构成。
81.图3示出根据本发明的面元件1的第二实施例。
82.在根据图3的实施方式中，在第一层2的对置的侧上分别设置传感器层5，5'。
83.导体回路3，3'在第一层2中相应地位于对置的侧上，所述导体回路分别与传感器层5，5'接触。
84.第一层2类似于所述实施方式由纺织面构成，导体回路3，3'被加工到所述纺织面中。
85.传感器层5，5'原则上可以相同地构造。
86.在这种情况中，设置不同的传感器层5，5'，所述不同的传感器层检测不同的影响参量。第一传感器层5可以构造为导电层。通过评估对应的导体回路3中的电流可以例如测定环境湿度。第二传感器层5'可以由压电层构成。通过评估对应的导体回路3'中的电流检测机械负荷，所述机械负荷作用于面元件1。
87.在面元件1的这两个实施方式中，所述面元件可以在两侧以绝缘层覆盖。
88.所述绝缘层在图1和2中未示出。
89.根据图1或2的多个面元件1通常可以组合成大的连续的面。在此，相邻的面元件1的导体回路3的端部也彼此连接。
90.图5示出根据本发明的面元件1的一个另外的实施例，其中，所述面元件在这种情况中在逆转运行中运行，从而通过所述面元件的传感器层5可以产生确定的输出参量。
91.传感器层5位于分别具有导体回路3，3'的两个第一层2，2'之间。第一层2，2'由纺织面构成。导体回路3，3'可以由导电线构成，所述导电线被加工到纺织面中。导体回路3，3'可以与电压源、例如电池连接。导体回路3，3'可以设计为产生两个相反充电的层。
92.传感器层5是电绝缘层，所述电绝缘层原则上能够以薄膜或涂层的形式构造。传感器层5优选地是多孔的电渗透层例如无纺布。在将电压施加给导体回路3，3'时，在传感器层5中产生电场和/或磁场，由此可以产生面元件的电势。由此可以与外部影响参量、例如湿度/水和氧气一起产生ros(reactive oxygen species，活性氧化物)，所述活性氧化物杀灭病毒或细菌。在另外的实施方案中，用于期望的电化学反应所需的影响参量在此也可以短暂地或长期地被存储在传感器层5中。
93.附图标记列表
94.(1)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
面元件
95.(2)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
层，第一
96.(3，3') 导体回路
97.(4)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
测量点
98.(5，5') 传感器层
99.(6)适配层。