Можете ли вы подробнее рассказать о влиянии засолённости на результаты? Существует ли какой-либо ёмкостный эффект двойного ионного слоя в почве?
Было бы здорово, если бы вы могли предоставить мне более подробную информацию по этому вопросу. Меня интересует возможность высокоточного измерения влажности почвы.
Представьте себе, что если бы вокруг датчика находился идеальный проводник (например, если бы датчик был погружен в жидкий металлический галлий), он бы соединил пластины чувствительного конденсатора друг с другом так, что единственным изолятором между ними было бы тонкое конформное покрытие на печатной плате.
Эти недорогие ёмкостные датчики, построенные на чипах 555, обычно работают на частотах в десятки кГц, что слишком мало для устранения влияния растворённых солей. Однако эта частота может быть достаточно низкой, чтобы вызвать другие проблемы, такие как диэлектрическая абсорбция, проявляющаяся в виде гистерезиса.
Обратите внимание, что плата датчика фактически представляет собой конденсатор, последовательно подключенный к эквивалентной схеме почвы, по одному с каждой стороны. Вы также можете использовать неэкранированный электрод без покрытия для прямого подключения, но он быстро растворится в почве.Приложение электрического поля вызывает поляризацию в среде почва + вода. Комплексная диэлектрическая проницаемость измеряется как функция приложенного электрического поля, поэтому поляризация материала всегда отстаёт от приложенного электрического поля. С увеличением частоты приложенного поля в диапазоне более высоких МГц мнимая часть комплексной диэлектрической проницаемости резко уменьшается, поскольку дипольная поляризация перестаёт следовать высокочастотным колебаниям электрического поля.
Ниже ~500 МГц мнимая часть диэлектрической проницаемости определяется солёностью и, как следствие, проводимостью. Выше этих частот дипольная поляризация значительно уменьшается, и общая диэлектрическая проницаемость начинает зависеть от содержания воды.
Большинство коммерческих датчиков решают эту проблему, используя более низкие частоты и калибровочную кривую для учета свойств почвы и частоты.
Время публикации: 25 января 2024 г.