柔性电导率芯片设计与营养液监测试验研究

作     者：张淼 王丽茹 李浩榛 路逍 汪瑾 刘刚 ZHANG Miao;WANG Liru;LI Haozhen;LU Xiao;WANG Jin;LIU Gang

作者机构：中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 

基　　金：浙江省重点研发计划项目(2020C02017) 云南省院士工作站项目(2015IC16) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2022TC161) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2023年第54卷第4期

页      码：386-393页

摘      要：设计并制备了一种基于喷墨打印的纳米银/单壁碳纳米管柔性电导率传感芯片。通过交流阻抗法对传感芯片进行建模标定,系统测试了该传感芯片的响应时间、稳定性、重复性、弯折及封装影响等性能,并与商用EC电极进行了性能对比,验证了该柔性芯片在无土栽培生菜营养液EC在线监测中的可行性。试验结果表明,叉指柔性EC芯片的电导率测定范围为25.8~3098μS/cm,标准电导率溶液的测定相对误差小于8.02%,芯片响应时间为10 s,12 h测定数据漂移小于3.91μS/(cm·h),稳定性和重复性与商用EC电极相当,0°~90°范围内弯折、PDMS封装对其性能无影响。水培生菜EC监测中,柔性EC传感芯片可准确获取营养液EC波动,检测结果与商用EC电极的最大绝对误差小于46μS/cm,最大相对误差小于3.2%,两种传感器测量结果均方根误差为28.29μS/cm。自制柔性电导率传感芯片与商用EC电极的性能相近,具有微小且可弯折等独特农业应用优势。

主 题 词：无土栽培 电导率检测 柔性芯片 单壁碳纳米管 

学科分类：082804[082804] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 0818[工学-交通运输类] 09[农学] 0903[农学-动物生产类] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0901[农学-植物生产类] 090301[090301] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2023.04.040

馆 藏 号：203121175...