一种倾角传感器、倾角传感器的制备方法及倾角检测系统

allin2026-01-01  32


本申请涉及农作物检测领域,特别涉及一种倾角传感器、倾角传感器的制备方法及倾角检测系统。


背景技术:

1、遇到风暴或大量降雨时,茎秆承受不住上方重力可能会发生弯折,作物倒伏会使得产量及质量大量降低,收获难度提高。

2、传统的倾角传感器有基于激光、电、磁等不同原理,测量范围大、精度高。但是这些倾角传感器造价昂贵,制备过程复杂,取材困难,同时大部分自重较重,不适用于实现农业自然风监测。


技术实现思路

1、鉴于此,有必要针对现有技术中存在的缺陷提供一种成本低、易制备、环境友好等优点的倾角传感器、倾角传感器的制备方法及倾角检测系统。

2、为解决上述问题,本申请采用下述技术方案:

3、本申请目的之一,提供一种倾角传感器,包括植物壳体,所述植物壳体的内部填充有液态金属,所述植物壳体的两端通过导电银浆密封,所述导电银浆引出有电极,其中一端的所述电极与所述液态金属可形成电流通路,另一端的所述电极可连接外接的电化学工作站。

4、在其中一些实施例中,所述植物壳体为中空的芦苇或竹子或木材或者塑料。

5、在其中一些实施例中,所述植物壳体呈圆柱状,其内径为0.01-5mm,长度为1-20cm。

6、在其中一些实施例中,所述液态金属为镓基液态金属。

7、本申请目的之二,提供了一种所述的倾角传感器的制备方法,包括下述步骤:

8、在所述植物壳体内注入所述液态金属;

9、将所述植物壳体的两端用导电银浆封装并固化处理;

10、在所述导电银浆引出电极,其中一端的所述电极与所述液态金属可形成电流通路,另一端的所述电极可连接外接的电化学工作站。

11、在其中一些实施例中,在所述植物壳体内注入所述液态金属的步骤中,具体包括下述步骤:

12、将所述液态金属通过注射器从所述植物壳体的一端缓慢注入,所述植物壳体的内部空气会导致注入的所述液态金属表面氧化,形成的氧化层与所述植物壳体的内壁接触并形成梯度。

13、在其中一些实施例中,将所述植物壳体的两端用导电银浆封装并固化处理的步骤中,具体包括下述步骤:

14、将所述植物壳体的两端用导电银浆封装,并在80-90℃的温度下,保持2至5小时,所述导电银浆固化。

15、本申请目的之三,提供了一种倾角检测系统,包括所述的倾角传感器及与所述倾角传感器电性连接的电化学工作站,所述倾角传感器内的液态金属在重力作用下可自由流动,当所述倾角传感器的倾斜角度发生变化时,所述液态金属会沿所述植物壳体的内壁流动,其形状会发生改变,从而改变所述植物壳体的内部电阻值,所述电化学工作站获取所述电阻值的变化,得到与所述倾斜角度成正比的电信号输出,实现实时倾角监测。

16、本申请采用上述技术方案,其有益效果如下:

17、本发明提出了一种倾角传感器及倾角检测系统,由于植物壳体的内壁浸润性差,液态金属在重力作用下可以自由流动,当倾斜角度发生变化时,液态金属会沿着内壁流动,其形状会发生改变,从而改变内部电阻值,这种电阻值的变化可以通过电路测量,从而得到与倾斜角度成正比的电信号输出,实现实时倾角监测,上述倾角传感器及倾角检测系统,由于植物外壳的材料和制备过程均较为简单,且植物本身具有天然的生物可降解性,因此利用植物外壳制成的液态金属倾角传感器具有成本低、易制备、环境友好等优点,可以广泛应用于作物生产与研究等领域且由于植物内壁的液态金属倾角传感器可以根据不同植物的内壁形态,实现更广泛的测量范围,能够较好实现自然界作物倾角监测,可以广泛应用于作物生产与研究。



技术特征:

1.一种倾角传感器,其特征在于,包括植物壳体,所述植物壳体的内部填充有液态金属,所述植物壳体的两端通过导电银浆密封,所述导电银浆引出有电极,其中一端的所述电极与所述液态金属可形成电流通路,另一端的所述电极可连接外接的电化学工作站。

2.如权利要求1所述的倾角传感器,其特征在于,所述植物壳体为中空的芦苇或竹子或木材或者塑料。

3.如权利要求1或2所述的倾角传感器,其特征在于,所述植物壳体呈圆柱状,其内径为0.01-5mm,长度为1-20cm。

4.如权利要求1所述的倾角传感器,其特征在于,所述液态金属为镓基液态金属。

5.一种如权利要求1所述的倾角传感器的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:

6.如权利要求5所述的倾角传感器的制备方法,其特征在于,在所述植物壳体内注入所述液态金属的步骤中,具体包括下述步骤:

7.如权利要求5所述的倾角传感器的制备方法,其特征在于,将所述植物壳体的两端用导电银浆封装并固化处理的步骤中,具体包括下述步骤:

8.一种倾角检测系统,其特征在于,包括权利要求1所述的倾角传感器及与所述倾角传感器电性连接的电化学工作站,所述倾角传感器内的液态金属在重力作用下可自由流动,当所述倾角传感器的倾斜角度发生变化时,所述液态金属会沿所述植物壳体的内壁流动,其形状会发生改变,从而改变所述植物壳体的内部电阻值,所述电化学工作站获取所述电阻值的变化,得到与所述倾斜角度成正比的电信号输出,实现实时倾角监测。


技术总结
本申请提供了一种倾角传感器,包括植物壳体,所述植物壳体的内部填充有液态金属,所述植物壳体的两端通过导电银浆密封,所述导电银浆引出有电极,其中一端的所述电极与所述液态金属可形成电流通路,另一端的所述电极可连接外接的电化学工作站,由于植物壳体的内壁浸润性差,液态金属在重力作用下可以自由流动,当倾斜角度发生变化时,液态金属会沿着内壁流动,其形状会发生改变,从而改变内部电阻值,这种电阻值的变化可以通过电路测量,从而得到与倾斜角度成正比的电信号输出,实现实时倾角监测。另外,本申请还提供了倾角传感器的制备方法以及包括倾角传感器的倾角检测系统。

技术研发人员:王磊,于畅晚,唐守胜,刘静
受保护的技术使用者:中国科学院理化技术研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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