Cảm biến chất lượng đất

Bạn có thể cho chúng tôi biết thêm về ảnh hưởng của độ mặn đến kết quả không? Có phải có một loại hiệu ứng điện dung nào đó của lớp ion kép trong đất không?

Sẽ rất tuyệt nếu bạn có thể chỉ cho tôi thêm thông tin về vấn đề này. Tôi quan tâm đến việc thực hiện các phép đo độ ẩm đất với độ chính xác cao.

Hãy tưởng tượng nếu có một chất dẫn điện hoàn hảo bao quanh cảm biến (ví dụ, nếu cảm biến được nhúng trong kim loại gali lỏng), nó sẽ kết nối các bản cực của tụ điện cảm biến với nhau sao cho chất cách điện duy nhất giữa chúng sẽ là một lớp phủ mỏng trên bảng mạch.

Các cảm biến điện dung giá rẻ này, được chế tạo trên chip 555, thường hoạt động ở tần số vài chục kHz, quá thấp để loại bỏ ảnh hưởng của các muối hòa tan. Tần số này thậm chí có thể đủ thấp để gây ra các vấn đề khác như hấp thụ điện môi, biểu hiện dưới dạng hiện tượng trễ.

Lưu ý rằng bo mạch cảm biến thực chất là một tụ điện mắc nối tiếp với mạch tương đương của đất, mỗi bên một tụ. Bạn cũng có thể sử dụng điện cực không có lớp phủ để kết nối trực tiếp, nhưng điện cực sẽ nhanh chóng bị hòa tan vào đất.Việc đặt điện trường sẽ gây ra hiện tượng phân cực trong môi trường đất + nước. Hằng số điện môi phức được đo như một hàm của điện trường đặt vào, do đó sự phân cực của vật liệu luôn chậm hơn so với điện trường đặt vào. Khi tần số của điện trường đặt vào tăng lên đến dải MHz cao hơn, phần ảo của hằng số điện môi phức giảm mạnh vì sự phân cực lưỡng cực không còn tuân theo các dao động tần số cao của điện trường nữa.

Ở tần số dưới ~500 MHz, phần ảo của hằng số điện môi chủ yếu phụ thuộc vào độ mặn và do đó, độ dẫn điện. Trên các tần số này, sự phân cực lưỡng cực sẽ giảm đáng kể và hằng số điện môi tổng thể sẽ phụ thuộc vào hàm lượng nước.

Hầu hết các cảm biến thương mại giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng tần số thấp hơn và sử dụng đường cong hiệu chuẩn để tính đến các đặc tính của đất và tần số.