基于热电效应的温室大棚自供电土壤温度传感器的设计与制备

作     者：王亚玲 贾树恒 冯朝岭 谷小青 李聪 林新然 袁超 李辉 谭明 WANG Yaling;JIA Shuheng;FENG Chaoling;GU Xiaoqing;LI Cong;LIN Xinran;YUAN Chao;LI Hui;TAN Ming

作者机构：河南农业大学理学院河南郑州450002 

基　　金：国家自然科学基金项目(61474082) 河南农业大学人才引进专项(20190703Y00005,30501054) 河南省科技攻关项目(202102210047,212102210296) 

出 版 物：《河南农业大学学报》 (Journal of Henan Agricultural University)

年 卷 期：2022年第56卷第2期

页      码：209-218页

摘      要：【目的】针对温室大棚土壤温度的监测受外部电源供电限制及其灵敏度低等问题,设计并制备具有可持续、高稳定性自供电和高灵敏度的土壤温度传感器。【方法】通过ANSYS模拟仿真优化基于热电效应的温度传感器的基底结构、厚度和热电器件的热端面积,并采用最佳优化工艺参数,以图案化沉积高性能碲化铋基薄膜热电材料并用铜薄膜电极将其串联,获得高灵敏度的基于热电效应的温室大棚自供电土壤温度传感器。【结果】基底中间镂空结构、基底厚度越薄和热电器件热端面积越大均有利于温度传感器性能的提升。在温差为5~80 K范围内,传感器的输出电压与温差呈线性关系,其灵敏度高达5.317 mV·K^(-1)。【结论】基于热电效应的土壤温度传感器具有灵活性强和精准监测温室大棚土壤温度的能力,在农业温室大棚自供电监测土壤温度方面具有重要的应用价值。

主 题 词：土壤温度传感器 热电薄膜材料 高灵敏度 自供电 热电效应 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 09[农学] 0903[农学-动物生产类] 090301[090301] 

D　O　I：10.16445/j.cnki.1000-2340.20220228.002

馆 藏 号：203111868...