磁粒子体弹性线状材料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种磁粒子体弹性线状材料及其制备方法和应用。将磁性颗粒材料与弹性基体复合，得到磁粒子体弹性线状材料。将导电体与磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置，利用磁粒子体弹性线状材料的拉伸或压缩，带动磁性颗粒材料的运动，进而使得磁性颗粒材料的磁感线发生位移，从而与电导体发生切割磁感线的运动，产生电动势。如此能够实现自供能电磁传感，且应用场景局限小。当本发明的磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱、线或绳时，能够用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，通过电磁传感，实现对织物受力状况的检测，还能利用织物的变形产生电能。

权利要求

1.一种磁粒子体弹性线状材料，其特征在于，包括弹性基体和负载于所述弹性基体上的磁性颗粒材料，当拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料时，所述磁性颗粒材料的磁感线产生位移变化；

所述磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱或由弹性磁粒纱构成的弹性磁粒线或由弹性磁粒纱构成的弹性磁粒绳；

所述弹性磁粒纱为不连续的磁粒子体弹性竹节纱；

其制备方法为：

S1.将弹性薄膜或面料裁剪为预设宽度的弹性条带，将装有磁性颗粒的模具凹槽倒扣喂入所述弹性条带表面，通过模具凹槽不同的深度来调整磁性粉体质量分数的变化，然后将条带对折以将所述磁性颗粒材料包裹在其中，形成卷装条带；

S2.将所述卷装条带喂入粗纱机前罗拉进行加捻，得到不连续的磁粒子体弹性竹节纱。

2.根据权利要求1所述的磁粒子体弹性线状材料，其特征在于，所述磁粒子体弹性线状材料的使用方法为：将导电体与所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置，通过拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料，以使所述导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，产生电动势。

3.根据权利要求1所述的磁粒子体弹性线状材料，其特征在于，所述弹性基体的材料包括但不限于为聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、聚硅氧烷、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或多种；所述磁性颗粒材料包括但不限于为超顺磁性颗粒、顺磁性颗粒或铁磁性颗粒中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的磁粒子体弹性线状材料，其特征在于，所述磁性颗粒材料包括但不限于为钕铁硼合金、钐钴合金、铁、钴、镍、四氧化三铁、三氧化二铁、镍钴合金、铁钴合金中的一种或多种；所述磁性颗粒材料的粒径为0.05μm～500μm。

5.一种权利要求1至4中任一项权利要求所述的磁粒子体弹性线状材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤∶S1.将弹性薄膜或面料裁剪为预设宽度的弹性条带，将装有磁性颗粒的模具倒扣喂入所述弹性条带表面，然后将条带对折以将所述磁性颗粒材料包裹在其中，形成卷装条带；

S2.将所述卷装条带喂入粗纱机前罗拉进行加捻，得到不连续的磁粒子体弹性竹节纱。

6.根据权利要求5所述的磁粒子体弹性线状材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将步骤S2得到的所述磁粒子体弹性纱进行编织得到弹性磁粒线或弹性磁粒绳。

7.权利要求1至6中任一项权利要求所述的磁粒子体弹性线状材料的应用，其特征在于，所述磁粒子体弹性线状材料用于自供能和电磁传感领域。

8.根据权利要求7所述的磁粒子体弹性线状材料的应用，其特征在于，所述磁粒子体弹性线状材料用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，所述可穿戴自供能电磁传感织物还包括与所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置的导电体，以实现通过所述磁粒子体弹性线状材料的拉伸或压缩，使所述导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，产生自供能电动势。

说明书

磁粒子体弹性线状材料及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及功能材料及纺织品加工技术领域，尤其涉及一种磁粒子体弹性线状材料及其制备方法和应用，具体涉及一种自供电磁粒子体弹性线状材料及其制备方法和自供电电磁传感领域的应用。

背景技术

[0002] 目前的智能穿戴系统为了检测人体的运动、健康等一系列生理状态需要大量的传感器，同时随着传感器数量的增加，供能续航问题成为阻碍智能穿戴发展的一大障碍。在储能电池没有突破性发展的现状下，自供能成为推进智能传感器和小型电子设备的飞速发展的新机遇。可以通过收集环境中的能量来产生电能。现有技术已经设计出各种技术来收集来自不同来源的能量，例如太阳能、风能和人类动能等。其中，从周围环境中收集机械能，例如机械振动、人体运动和风等，引起了人们极大的兴趣。因为机械能存在于各种环境中，并且可以通过常规的电磁发生器有效地收集。

[0003] 自供能传感器供能方式目前已知主要分为：压电效应、磁致伸缩效应、摩擦发电效应、热释电效应、静电效应、光电效应等。其中电磁感应由于其相对较高的功率输出和简单稳定的供能方式，成为目前自供能传感器的主流选择。利用电磁感应现象，通过闭合线圈中导体与磁场发生相对运动或者闭合电路中的磁场发生变化都能够产生电信号，将电信号与外界匹配达到自供能传感的作用。将纺织加工技术与服装穿戴结合，以达到高效的生产磁力传感纱、线和织物材料，成为满足稳定传感的智能穿戴传感器的生产方法。

[0004] 专利CN202010303366.1公开了一种摆动电磁感应式发电柔性织物及其生产方法与应用，该织物包括分别位于两个相对摆动部位表面的磁粒纱织物和导电线圈织物。利用人体摆臂/行走时，导电线圈切割磁粒纱的电磁感应作用，将人体摆臂/行走过程产生的机械能转化为电能，在实现发电的同时保证衣物的柔软性。但是，此种电磁感应式发电柔性织物的感应部位仅局限于使用者的手臂或腿部，无法满足其他部位的自供能电磁传感。同时，该专利磁力织物用纱为磁粉均匀分布在纱体中，且纱体不具备高弹能力，因此造成该专利中的纱线用于拉伸变形发电时，纱体物弹性拉伸的磁通量变化小，电磁感应信号弱。

[0005] 有鉴于此，有必要设计一种改进的磁粒子体弹性线状材料，以解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种磁粒子体弹性线状材料及其制备方法和应用。将磁性颗粒材料与弹性基体复合，得到磁粒子体弹性线状材料。利用磁粒子体弹性线状材料拉伸或压缩时，带动磁性颗粒材料的运动，进而使得磁性颗粒材料的磁感线发生位移，从而与电导体发生切割磁感线的运动，产生电动势。如此能够实现自供能电磁传感，且应用场景局限小。

[0007] 为实现上述发明目的，本发明提供了一种磁粒子体弹性线状材料，包括弹性基体和负载于所述弹性基体上的磁性颗粒材料，当拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料时，以使所述磁性颗粒材料的磁感线产生位移变化。

[0008] 作为本发明的进一步改进，所述磁粒子体弹性线状材料的使用方法为：将导电体与所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置，通过拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料，以使所述导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，产生电动势。

[0009] 作为本发明的进一步改进，所述磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱或由弹性磁粒纱构成的弹性磁粒线或由弹性磁粒纱构成的弹性磁粒绳。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述弹性磁粒纱为弹性磁粒竹节纱或弹性磁粒大肚纱。

[0011] 所述弹性磁粒纱的制备方法为：将所述弹性基体裁剪为预设宽度的弹性条带，然后将所述磁性颗粒材料包裹于所述弹性条带内，再进行对折、加捻得到。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述弹性基体的材料包括但不限于为聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、聚硅氧烷、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或多种；所述磁性颗粒材料包括但不限于为超顺磁性颗粒、顺磁性颗粒或铁磁性颗粒中的一种或多种。

[0013] 作为本发明的进一步改进，所述磁性颗粒材料包括但不限于为钕铁硼合金、钐钴合金、铁、钴、镍、四氧化三铁、三氧化二铁、镍钴合金、铁钴合金中的一种或多种；所述磁性颗粒材料的粒径为0.05μm～500μm。

[0014] 本发明还提供一种以上所述的磁粒子体弹性线状材料的制备方法，包括以下步骤：

[0015] S1.将弹性薄膜或面料裁剪为预设宽度的弹性条带，将磁性颗粒材料喂入所述弹性条带表面，然后将条带对折以将所述磁性颗粒材料包裹在其中，形成卷装条带；

[0016] S2.将所述卷装条带喂入粗纱机前罗拉进行加捻，得到所述弹性磁粒纱。

[0017] 作为本发明的进一步改进，所述制备方法还包括：将步骤S2得到的所述弹性磁粒纱进行编织得到弹性磁粒线或弹性磁粒绳。

[0018] 本发明还提供一种磁粒子体弹性线状材料的应用，所述弹性磁粒纱或弹性磁粒线或弹性磁粒绳用于自供能和/或电磁传感领域。

[0019] 作为本发明的进一步改进，所述磁粒子体弹性线状材料用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，所述可穿戴自供能电磁传感织物还包括与所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置的导电体，以实现通过所述磁粒子体弹性线状材料的拉伸或压缩，以使所述导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，产生自供能电动势。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 1.本发明提供的磁粒子体弹性线状材料，将磁性颗粒材料与弹性基体复合为一体，利用弹性材料的弹性和磁性颗粒材料的磁性，使得磁粒子体弹性线状材料容易发生拉伸或压缩变形，并能带动磁性颗粒材料发生位移，进而使得磁性颗粒材料的磁场和磁感线发生位移。利用此种现象，能够将该磁性颗粒材料广泛用于磁性传感及自供电等领域。相比现有技术利用导电体的运动切割磁感线产生电动势，应用场景更加灵活和广泛。

[0022] 2.本发明提供的磁粒子体弹性线状材料，将导电体与磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置，通过拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料，带动磁性颗粒材料的磁感线发生位移运动，也即导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，从而产生电动势，实现机械能转换为电能的目的。将导电线圈绕设于弹性磁粒纱表面，通过拉伸弹性磁粒纱，可以在示波器中产生规律的电压信号，达到对运动形态变化的传感检测。相比利用导电体的运动切割磁感线产生电动势，本发明利用磁粒子体弹性线状材料自身变形产生磁感线运动的方法更加便捷和灵活。

[0023] 3.本发明提供的磁粒子体弹性线状材料，是基于电磁感应原理设计的，本身可以达到自供能的效果。当磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱、弹性磁粒线或弹性磁粒绳时，能够用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，通过电磁传感，实现对织物受力状况的检测，还能利用织物的变形产生电能。为自供能电磁传感织物的制备提供了一种有效途径。

[0024] 4.本发明提供的磁粒子体弹性线状材料，通过将弹性基体裁剪为预设宽度的弹性条带，然后将磁性颗粒材料包裹于弹性条带内，再进行对折、加捻得到。具有柔性和高回弹性、工艺流程短、生产高效的特点，而且能够显著提高磁性颗粒材料的负载量，而且包裹紧密，不易损失。本发明使用的原材料均是产业化的材料，价格便宜，成本低。

附图说明

[0025] 图1为本发明制备的弹性磁粒纱、弹性磁粒线和弹性磁粒绳结构示意图。

[0026] 图2为图1中弹性磁粒纱自供电电磁感应检测示意图。

[0027] 图3为本发明弹性磁粒竹节纱、弹性磁粒竹节线或弹性磁粒竹节绳的结构示意图。

[0028] 图4为图3中弹性磁粒竹节纱自供电电磁感应检测示意图。

[0029] 图5为本发明提供的弹性磁粒竹节纱、弹性磁粒竹节线或弹性磁粒竹节绳的制备工艺流程图。

[0030] 图6为图5中粗纱机喂入部分机构示意图。

[0031] 图7为图5中磁性材料喂入弹性基体部分的结构示意图。

[0032] 图8为图7中内置磁粉的模具机构示意图。

[0033] 图9为图8中内置磁粉的模具局部放大结构示意图。

[0034] 图10为实施例1制备的弹性磁粒纱、弹性磁粒线或弹性磁粒绳的光学显微镜图。

[0035] 图11为本发明磁粒子体弹性线状材料的一种制备流程框图。

具体实施方式

[0036] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

[0037] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

[0038] 另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0039] 本发明提供的一种磁粒子体弹性线状材料，包括弹性基体和负载于所述弹性基体上的磁性颗粒材料，用于拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料，以使所述磁性颗粒材料的磁感线产生位移变化。通过将磁性颗粒材料与弹性基体复合为一体，利用弹性材料的弹性和磁性颗粒材料的磁性，使得磁粒子体弹性线状材料容易发生拉伸或压缩变形，并能带动磁性颗粒材料发生位移，进而使得磁性颗粒材料的磁场和磁感线发生位移。利用此种现象，能够将该磁性颗粒材料广泛用于磁性传感及自供电等领域。相比现有技术利用导电体的运动切割磁感线产生电动势，应用场景更加灵活和广泛。

[0040] 所述弹性基体包括但不限于为聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、聚硅氧烷、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或多种；所述磁性颗粒材料包括但不限于为超顺磁性颗粒、顺磁性颗粒或铁磁性颗粒中的一种或多种。

[0041] 优选地，所述磁性颗粒材料包括但不限于为钕铁硼合金、钐钴合金、铁、钴、镍、四氧化三铁、三氧化二铁、镍钴合金、铁钴合金中的一种或多种；所述磁性颗粒材料的粒径为0.05μm～500μm。所述磁性颗粒材料的含量为所述弹性基体与磁性颗粒材料总质量的10～
90％。

[0042] 请参阅图1所示，所述磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱、弹性磁粒线或弹性磁粒绳。所述弹性磁粒纱的细度范围为30～3000tex。对单股弹性磁粒纱进行倍捻、合股等工艺可制备成双股或三股复捻弹力磁粒线。将多股弹力磁粒线进行编织能够得到弹性磁粒绳，每股纱股由多根单纱合股制得或者将一根单纱作为一股纱股进行编织制得。

[0043] 请参阅图3所示，所述弹性磁粒纱优选为弹性磁粒竹节纱。利用竹节纱间隔的粗节的特点，使得磁场强度多样化分布，能够实现弹性磁性材料的多样化，扩大应用场景。

[0044] 请参阅图2和4所示，所述磁粒子体弹性线状材料的一种使用方法为：将导电体与所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置(优选为垂直设置)，通过拉伸或压缩所述磁粒子体弹性线状材料，带动所述磁性颗粒材料的磁感线发生位移运动，也即所述导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，从而产生电动势，实现机械能转换为电能的目的。将导电线圈绕设于弹性磁粒纱表面，通过拉伸弹性磁粒纱，可以在示波器中产生规律的电压信号，达到对运动形态变化的传感检测。

[0045] 请参阅图5至9所示，所述弹性磁粒纱的一种制备方法为：

[0046] S1.将弹性薄膜或面料裁剪为预设宽度的弹性条带，将磁性颗粒材料喂入所述弹性条带表面，然后将条带对折以将所述磁性颗粒材料包裹在其中，形成卷装条带；

[0047] S2.将所述卷装条带喂入粗纱机前罗拉进行加捻，得到所述磁粒子体弹性线状材料。

[0048] 通过牵拉退绕、加捻和卷绕作用，使外包弹性条带与磁性颗粒材料之间稳固的包缠结合，形成复合纱线。

[0049] 所述制备方法还包括：将步骤S2得到的所述磁粒子体弹性线状材料进行编织得到弹性磁粒线或弹性磁粒绳。

[0050] 具体地，以聚氨酯(TPU)薄膜为例，所述弹性磁粒纱的一种制备方法为：

[0051] (1)将厚度为0.02mm的半透明TPU薄膜，分切成宽度为25mm的条状，将微米级的磁性粉体喂入到定体积的槽型3D打印模具之中；

[0052] (2)将装有磁性粉体的模具倒扣在TPU薄膜之上，达到均匀定量喂入磁性粉体材料的目的，后将TPU薄膜对折将磁性颗粒包裹住，并形成新的卷装；

[0053] (4)将包有磁性粉体的TPU条带卷装喂入粗纱机前罗拉进行加捻成纱，粗纱机转速为300r/min，捻度设定为49T/m，得到细度为30～3000tex的聚氨酯磁粒纱。

[0054] 请参阅图7至9所示，通过将磁性粉体填满模具凹槽，并铺上用于包覆加捻的静电纺丝膜上，达到均匀、定量的效果；通过凹槽不同的深度可调整磁性粉体质量分数的变化。例如，通过凹槽可以控制其中每10cm单根纱均匀的喂入0.5g、1g、1.5g等含量的磁性粉体。
对于连续与不连续(竹节纱)的纱都是一样的，因为都以基本的单根为基本单元。

[0055] 本发明还提供一种磁粒子体弹性线状材料的应用，所述磁粒子体弹性线状材料用于自供能和/或电磁传感领域。利用磁粒子体弹性线状材料的弹性变形，使得磁场发生变化，磁感线发生位移运动，通过检测电磁信号，能够实现对磁粒子体弹性线状材料形变状态的检测。磁感线发生位移运动时，利用与磁感线相交设置的导电体切割磁感线，产生电动势，实现机械能转换为电能的目的。如此能够实现自供能电磁传感，且应用场景局限性较小。

[0056] 所述磁粒子体弹性线状材料用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，所述可穿戴自供能电磁传感织物还包括与所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线相交设置的导电体，用于通过所述磁粒子体弹性线状材料的拉伸或压缩变形，以使所述导电体相对所述磁粒子体弹性线状材料的磁感线发生切割运动，产生自供能电动势。当本发明的磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱、线或绳时，能够用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，通过电磁传感，实现对织物受力状况的检测，还能利用织物的变形产生电能。

[0057] 实施例1

[0058] 请参阅图11所示，磁粒子体弹性线状材料的一种制备流程，具体包括以下步骤：

[0059] 步骤101，弹性无纺布条带(膜)的制备。

[0060] 弹性无纺布(膜)等工业化生产的面材，通过裁切机分切成线密度为5～1000克/千米的弹性条带，每根条带分别卷绕筒管上，形成弹性条带筒管卷装。

[0061] 步骤102，将磁性颗粒包裹于弹性无纺布条带(膜)内，制备磁性材料预包集合体。

[0062] 具体为，将粒径范围为0.05μm～500μm的微纳磁性颗粒材料，放置入步骤101中提供的裁切机分切后的弹性无纺布条带(膜)，并以微纳磁性颗粒材料占预包集合体的质量百分比数为10％～90％的含量范围成型。

[0063] 将上述裁切后得到的弹性无纺布条带(膜)，进入走带槽，当弹性无纺布条带(膜)进入走带槽之后沿中心对折，并将磁性颗粒材料内置于条带中，形成内置特定质量分数的磁性材料预包集合体，将复合预包集合体卷绕到筒管上，形成复合纤维条带筒管卷装。

[0064] 步骤103，将步骤102中制备得到的磁性材料预包集合体制备成自供能电磁传感的磁粉纱线。具体包括，通过牵拉退绕、牵拉退绕、加捻和卷绕步骤，使外包弹性无纺布纤维材料与磁性颗粒材料之间稳固的包缠结合，形成复合纱线筒管卷装。

[0065] 具体为，将上述磁性材料预包集合体筒管卷装置于粗纱机后，从筒管卷装上退绕下来的磁性材料预包集合体分别穿过粗纱机的前罗拉，从前罗拉钳口输出，通过粗纱机锭翼的旋转，磁性材料预包集合体得到加捻，外层弹性无纺布条带(膜)在加捻作用下将磁性颗粒材料紧密的包覆起来，锭翼通过以100～800转/分钟的转速进行回转，牵拉作用下均匀的喂入到旋转翼锭的顶孔，并从侧孔穿出，经过空心臂、压掌杆、压掌叶，最终卷绕到粗纱机筒管上，形成弹性自供能电磁传感的磁粉纱线，如图1所示。

[0066] 步骤1041，将步骤103中制备得到的自供能电磁传感的磁粉纱线作为基本单位进行后加工。优选的，包括对自供能电磁传感的磁粉纱进行加捻、合股等工艺制备成弹性自供能电磁传感的磁粉线，如图1所示。

[0067] 步骤1042，将步骤103中制备得到的自供能电磁传感的磁粉纱线作为基本单位进行后加工。优选的，包括在环锭捻线机上，对自供能电磁传感的磁粉纱进行捻线，形成弹性磁力线；在绳编机上，对自供能电磁传感的磁粉纱进行编绳，形成弹性磁力绳，如图1所示。

[0068] 步骤105，将步骤103、1041以及1042中的弹性自供能电磁传感的磁粉纱、线以及绳进行充磁。优选的，充磁方向为自供能电磁传感的磁粉纱、线以及绳的轴向方向，充磁电压达到1900V。

[0069] 该实施例制备的弹性自供能电磁传感的磁粉纱、线以及绳的自供电电磁感应测试如图2所示。将导电线圈绕设于弹性磁粒纱表面，通过拉伸可以在示波器中产生规律的电压信号，达到对运动形态变化的传感检测。

[0070] 实施例2

[0071] 请参阅图5至9所示，一种弹性磁粒竹节纱线，通过以下步骤制备：

[0072] (1)将厚度为0.02mm的半透明TPU薄膜，分切成宽度为25mm的条状，将微米级的磁性粉体喂入到定体积的槽型3D打印模具之中；

[0073] (2)将装有磁性粉体的模具倒扣在TPU薄膜之上，达到均匀定量喂入磁性粉体材料的目的，后将TPU薄膜对折将磁性颗粒包裹住，并形成新的卷装；

[0074] (4)将包有磁性粉体的TPU条带卷装喂入粗纱机前罗拉进行加捻成纱，粗纱机转速为300r/min，捻度设定为49T/m，得到细度为30～3000tex的聚氨酯磁粒纱。

[0075] 将聚氨酯磁粒纱进行合股加捻或编织，得到多股聚氨酯磁粒线或绳。

[0076] 将弹性自供能电磁传感聚氨酯磁粒纱、线以及绳进行充磁。充磁方向为自供能电磁传感的磁粉纱、线以及绳的轴向方向，充磁电压达到1900V。

[0077] 采用实施例2的方法分别制备4mm粗的三股连续聚氨酯磁粒常规纱及4mm粗的三股聚氨酯磁粒竹节纱，采用如图2和图4所示的装置，测试其感应电动势大小。测试条件为：聚氨酯磁粒常规纱和聚氨酯磁粒竹节纱的长度为6cm，绕设的导电线圈尺寸为直径0.3mm、15匝。每个试样测试六组，求平均值。表1和2中磁性粉体的质量为聚氨酯磁粒纱总质量的50％。表3和表4中，拉伸测试时，外包螺旋线圈与弹性磁粒纱的磁感线之间切割速度均为
50mm/s。(本发明是通过调整所述连续聚氨酯磁粒常规纱或三股聚氨酯磁粒竹节纱的拉伸压缩速度，以实现对外包螺旋线圈与弹性磁粒纱的磁感线之间切割速度的调控。)[0078] 表1聚氨酯磁粒常规纱在不同切割速度条件下的感应电动势

[0079]

[0080] 表2聚氨酯磁粒竹节纱在不同切割速度条件下的感应电动势

[0081]

[0082] 从表1和2可以看出，随着磁感线切割速度的增大，聚氨酯磁粒常规纱和聚氨酯磁粒竹节纱的感应电动势均逐渐增大。而且聚氨酯磁粒竹节纱的感应电动势大于聚氨酯磁粒常规纱的感应电动势。说明聚氨酯磁粒竹节纱的电磁感应效果更好，利用竹节纱间隔的粗节的特点，还能使磁场强度呈多样化分布，能够实现弹性磁性材料的多样化，扩大应用场景。

[0083] 表3不同磁性粉体含量的聚氨酯磁粒常规纱的感应电动势

[0084]

[0085] 表4不同磁性粉体含量的聚氨酯磁粒竹节纱的感应电动势

[0086]

[0087] 从表3和表4可以看出，随着磁粒粉体含量的增加，聚氨酯磁粒常规纱和聚氨酯磁粒竹节纱的感应电动势均逐渐增大。而且含量低于30％时，聚氨酯磁粒常规纱的感应电动势更大，含量高于30％时，聚氨酯磁粒竹节纱的感应电动势更大。因此，在实际使用时，可以根据需求采用不同结构的弹性磁粒纱线。

[0088] 综上所述，本发明提供的磁粒子体弹性线状材料，将磁性颗粒材料与弹性基体复合为一体，利用弹性材料的弹性和磁性颗粒材料的磁性，使得磁粒子体弹性线状材料容易发生拉伸或压缩变形，并能带动磁性颗粒材料发生位移，进而使得磁性颗粒材料的磁场和磁感线发生位移，从而与电导体发生切割磁感线的运动，产生电动势。如此能够实现自供能电磁传感，且应用场景局限性较小。当本发明的磁粒子体弹性线状材料为弹性磁粒纱、线或绳时，能够用于可穿戴自供能电磁传感织物的制备，通过电磁传感，实现对织物受力状况的检测，还能利用织物的变形产生电能。

[0089] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。