Можете ли вы рассказать подробнее о влиянии солености на результаты? Наблюдается ли какой-либо емкостной эффект двойного слоя ионов в почве?
Было бы здорово, если бы вы могли подсказать, где найти более подробную информацию по этому вопросу. Меня интересуют высокоточные измерения влажности почвы.
Представьте, что вокруг датчика находится идеальный проводник (например, если датчик погружен в жидкий металлический галлий), он соединит пластины чувствительного конденсатора друг с другом таким образом, что единственным изолятором между ними будет тонкое защитное покрытие на печатной плате.
Эти дешевые емкостные датчики, построенные на микросхемах 555, обычно работают на частотах в десятки кГц, что слишком низко для устранения влияния растворенных солей. Это может быть достаточно низкой частотой, чтобы вызвать другие проблемы, такие как диэлектрическое поглощение, проявляющееся в виде гистерезиса.
Обратите внимание, что плата датчика фактически представляет собой конденсатор, включенный последовательно с эквивалентной схемой грунта, по одному с каждой стороны. Вы также можете использовать неэкранированный электрод без какого-либо покрытия для прямого соединения, но электрод быстро растворится в грунте.Приложение электрического поля вызывает поляризацию в среде почва + вода. Комплексная диэлектрическая проницаемость измеряется как функция приложенного электрического поля, поэтому поляризация материала всегда отстает от приложенного электрического поля. По мере увеличения частоты приложенного поля до более высоких МГц мнимая часть комплексной диэлектрической постоянной резко падает, поскольку дипольная поляризация перестает следовать высокочастотным колебаниям электрического поля.
В диапазоне частот ниже ~500 МГц мнимая часть диэлектрической постоянной определяется соленостью и, как следствие, проводимостью. Выше этих частот дипольная поляризация значительно уменьшается, и общая диэлектрическая постоянная зависит от содержания воды.
Большинство коммерческих датчиков решают эту проблему, используя более низкие частоты и калибровочную кривую, учитывающую свойства почвы и частоту.
Дата публикации: 25 января 2024 г.