CN112767630A - 一种自供电防火预警温度传感电路 - Google Patents

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陈静
叶怀宇
韩飞
张国旗
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供了一种自供电防火预警温度传感电路，属于热敏元件技术领域，包括由多层热电材料制成的自动发电单元，所述自动发电单元接有温度传感器。本发明成本极低，便于大面积部署；工作效率高、灵敏度高，有效解决工作有效性问题，且无需外部电源接入，能有效解决深山中电源供给问题。

Description

一种自供电防火预警温度传感电路
技术领域
本发明涉及一种自供电防火预警温度传感电路，属于热敏元件技术领域。
背景技术
森林火灾不但烧毁成片的森林，伤害林内的动物,而且还降低森林的繁殖能力,引起土壤的贫瘠并破坏森林涵养水源，甚至会导致生态环境失去平衡。因此，森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害。尽管当今世界科学技术已经取得了巨大的进步。但是，科学家们在关于森林火灾的研究方向上却依然尚未取得长久的进展。
现有的森林防火方法主要使用烟雾传感器、激光夜视监控等探测手段和方法对森林进行防火监测。烟雾传感器在工作过程中表现出探头传信号不精确不够稳定并且只能报警不能联动等缺点。而激光夜视监控照射范围却很窄，容易造成漏测，不利于远距离大面积监控，且其观察到明火才会报警，因而很大可能会错失救火的最佳时机。最关键的问题是，在一些电源很难到达的深山里，大部分的森林防火探测器和装置并不能有效工作。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自供电防火预警温度传感电路，该自供电防火预警温度传感电路工作效率高、灵敏度高，有效解决工作有效性问题，且无需外部电源接入，能有效解决深山中电源供给问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种自供电防火预警温度传感电路，包括由多层热电材料制成的自动发电单元，所述自动发电单元接有温度传感器。
所述自动发电单元为N型热电材料和P型热电材料构成。
所述N型热电材料和P型热电材料交错层叠。
所述N型热电材料层数和P型热电材料层数相同。
所述温度传感器为热电材料制成。
所述自动发电单元和温度传感器之间的并联有电容。
所述热电材料为Bi2Te3。
所述多层热电材料的形状规格一致。
所述多层热电材料以直线叠呈棒状。
应用于林区火灾预警；以多套分布在林区，利用温差进行发电并存储电能。
本发明的有益效果在于：成本极低，便于大面积部署；工作效率高、灵敏度高，有效解决工作有效性问题，且无需外部电源接入，能有效解决深山中电源供给问题。
附图说明
图1是本发明的连接示意图。
图2是本发明实施例2提供的连接示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种自供电防火预警温度传感电路，包括由多层热电材料制成的自动发电单元，自动发电单元接有温度传感器。
由于一般情况下林区环境不会有较大温差，自动发电单元不产生有效电压，但在出现火灾时，环境产生温差，此时自动发电单元产生有效电压，从而易于通过外部电路启动预警。温度传感器是加有有效电压之后，可提供温度的具体值。在实际使用中，由于上述方案成本极低，因此一般情况下，以多套分布在林区，每一套作为一节点，当火灾发生时，通过获取多个上电节点的温度具体值，即可实现对火灾情况的判断。
单一电性能的热电材料，即使堆叠多层依然有较大提升空间，故自动发电单元为N型热电材料和P型热电材料构成。
具体而言，作为PN型热电材料层叠的最优选方案，N型热电材料和P型热电材料交错层叠。
另外，N型热电材料层数和P型热电材料层数相同。
温度传感器一般采用热电阻，然而考虑到热电材料在产生温差电动势的时候，其内阻也会因温度而改变，测量其内阻即可获知温度，因此作为本发明的优选方案，温度传感器为热电材料制成。一般情况下，应使温度传感器内阻高于自动发电单元，故温度传感器不应采用N型热电材料或P型热电材料。
自动发电单元产生有效电压也有可能是因为水分蒸发，此时通过温度传感器读值可以判断得到是非火灾的情况，但为了有效利用此时产生的电能，自动发电单元和温度传感器之间的并联有电容。
具体的，热电材料为Bi2Te3。
为确保整体成本低廉、制造容易，多层热电材料的形状规格一致。
一般的，多层热电材料以直线叠呈棒状。
本发明主要应用于林区火灾预警，利用温差进行发电并存储电能。
实施例1
采用上述方案，如图1所示，三层N型热电材料和三层P型热电材料交错堆叠套装在一铜棒上。在自供电单元和温度传感器两者连线之间加载一个匹配的电容，以便在有温差阶段温差发电器的电量储存以及未有温差阶段温度传感器的供电。
实施例2
采用上述方案，如图2所示，六层N型热电材料和六层P型热电材料交错堆叠呈棒状。
在实际使用中，上述方案可作为供电源接入外部信号收发装置，亦可作为温度传感器接入外部控制装置，由于温度传感器和自动发电单元直连，且温度传感器本身为热电材料，能和自供电单元产生结合协同，因此可对外提供灵敏度较高的电压和内阻值。。

Claims (10)

1.一种自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：包括由多层热电材料制成的自动发电单元，所述自动发电单元接有温度传感器。
2.如权利要求1所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述自动发电单元为N型热电材料和P型热电材料构成。
3.如权利要求2所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述N型热电材料和P型热电材料交错层叠。
4.如权利要求2所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述N型热电材料层数和P型热电材料层数相同。
5.如权利要求1所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述温度传感器为热电材料制成。
6.如权利要求1所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述自动发电单元和温度传感器之间的并联有电容。
7.如权利要求1或5所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述热电材料为Bi2Te3。
8.如权利要求1所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述多层热电材料的形状规格一致。
9.如权利要求1所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：所述多层热电材料以直线叠呈棒状。
10.如权利要求1所述的自供电防火预警温度传感电路，其特征在于：应用于林区火灾预警；以多套分布在林区，利用温差进行发电并存储电能。
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