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[工程技术] 谈谈湿度传感器

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可梦之
  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43

    • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体
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    楼主
     楼主| 发表于 2020-5-27 23:25:14 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    看到捣江湖的帖子。我就在做适度传感器，聊两句。( m6 H3 R7 V/ R7 M4 D( M

    4 |; x0 x" B  g7 k" O' K8 i原来想的很简单，做一个传感器，报告给我当前土壤湿度是多少，比如50%，然后据此浇水。
    2 Q3 {2 ~5 M" Y; ]. a0 z! k. n1 W0 }" z4 e/ H" K6 q
    但做起来并不容易。如果如视频中，自己用，知道土壤类型，用户情况是固定的，并不是很难。但是想做出来一个适用于各种土壤，各种情况都比较精确的，很难。我们购买了市面上各种传感器，包括很专业的传感器，没有一个满意的。有的在某种土壤里湿度最多30%，怎么也升不上去，有的相反有点水就爆表。* \3 d6 G/ i) z2 p- A5 ^7 E
    ) K; w' c; I! n+ A3 a$ M0 j1 O
    主要难点在于测量出来的物理参数和湿度的对应关系很复杂。湿度传感器主要有两种方法，一个是电阻测量法，一个是电容测量法。电阻测量法更简单，但我们经验更不稳定些。但是不管电阻，还是电容，除了土壤湿度，还受很多其他因素影响，比如土壤类型，比如酸碱度，插的的松紧度和深度，甚至包括温度。这样，同样的湿度，不同的土壤，你测出来的电阻、电容可能差别就很大。你不知道其他因素的情况下，想建模是很难的。相当于你把一个高维的曲面投射到二维平面上，然后搞一个线性关系出来。总有情况让你的模型误差很大。. c& [& V3 N" R8 T7 O

    / w! y4 m: V* a; K  [; L% l不过好的一点是，用户也不知道正确的湿度是多少？0%和100%好定义，中间的就很难，土壤半干，你说是50%还是70%？只要不太离谱，用户都能接受。对于绝大部分用户来说，他们觉得有一个传感器插到土壤里，直接测湿度还不准吗，心理踏实。其实很多情况下还不如用模型预估出来的湿度靠谱。想作出一个好的模型来，真的好难啊。我们折腾了两三年，还总是有不满意的情况。如果有人有好点子，那就太感谢了。$ s& I1 M8 G% ]' P
    6 s8 x  t3 J- e" T" H& u: R/ K- Q; ^
    之前去CES，看到法国人搞的一套系统，他们脑洞大开。在花盆下放一个体重计，你浇水了，重量不就增加了吗，根据重量测量湿度。但这个需要用户来定义，多少重量是多少湿度，而且随着植物的增长，这个关系还得更新。前两年看他们转做无人机了，应该是效果不好。还有人通过渗透压来测量，但是需要用户给sensor里灌水，感觉也不靠谱。2 |. c. ^- I, H
    2 Q& y' s# O) C# e# z
    看起来简单的事情，做好了，不是很容易。当然，特定情况下还是可以做到很靠谱的。比如检测有没有水/漏水，技术就很成熟。农业上的、工业上的，可能问题也不大。你可以针对每个客户不同的情况优化模型。9 V( M$ T" ]7 L

    - P: N$ |8 |' V9 T% V  `* Q但是2C就很难，你不知道的情况太多，用户也没有耐心给你测那些东西。好在很多用户虽然很感兴趣，但是时间长了也就不怎么关注了。而且大家都做的不咋样，你只要做的比别人好一点就成。
    # v1 @; M) b7 r6 D. e; V

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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    开心
    2026-4-19 23:23

    • 签到天数: 311 天

    [LV.8]合体
    沙发
    发表于 2020-5-28 00:24:06 | 只看该作者
    口腔里的操作也受限于湿度。) L# E5 d' q& N/ T( c

    - f/ ?) u8 B) W; {! t. T树脂补牙的时候，要先涂一层粘接剂，让其进入牙本质的胶原纤维网中，形成微机械固位，这是树脂补牙材料粘接力的主要来源。7 C4 R/ z( j8 \

    , G7 ^" v+ v+ |5 q2 s2 u% M* t这里面的关键要求是“湿粘接”，即涂粘接剂前，牙齿表面的湿度要适当。: \1 N* x; V% Q5 T6 n: p5 K& t

    : h/ J+ X, Z' j2 X/ S4 B8 ?" z既不能太干，胶原纤维网塌陷，导致粘接剂无法进入胶原纤维网之间；也不能太湿，因为粘接剂主要还是树脂，本身是疏水材料，太湿也无法进入胶原纤维网。5 {3 @% y5 V# q. V3 ]; t* Q
    ) a" M% r6 L' K; h- B
    现在这个湿度的把控，都是靠操作者的经验，小至牙科诊所，大到顶尖牙科医院，都是如此。用我们老师的话讲，“让牙齿的湿度保持，海浪退潮后的沙滩，的状态”。8 d7 Q. q9 M  C4 A" n
    2 X) G7 J! C) m
    甚至在一些研究粘接材料的实验中，反映牙齿表面湿度的变量，只能用，清水冲洗牙齿表面后，气枪吹动的时间来代替。( b$ x% `- p% ~  \- q6 p
    . E. n% V7 q( p7 e! v
    % N! c8 T! H4 A

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    colin1992
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-29 07:20
    mezhan
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 07:43
    可梦之
    油菜: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 01:02
    马鹿
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      发表于 2020-5-28 00:49

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    齐若散
  • TA的每日心情
    无聊
    17 小时前

    • 签到天数: 3909 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2020-5-28 00:31:38 | 只看该作者
    不局限于土壤中取样，而在空气中取样呢，比如一个收集器悬于土壤上方，当进入里面的蒸汽“很少”时就认为土比较干了。
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    开心
    2026-4-19 23:23

    • 签到天数: 311 天

    [LV.8]合体
    地板
    发表于 2020-5-28 00:38:12 | 只看该作者
    本帖最后由 smileREGENT 于 2020-5-28 00:46 编辑 ! q  j4 q0 j6 _$ f$ _) J
    ( x- G  y: N$ N' i: ^* m
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    - ~* Z7 O5 a; k( Z! o# V$ K7 f6 Q. d1 k
    看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道？% v- L4 O8 |- n- q& i, y
    7 k9 T; p9 l$ L$ y6 I6 m. H
    https://www.x-mol.com/news/11164
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    cooker
  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-7-8 08:38

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    [LV.9]渡劫
    5#
    发表于 2020-5-28 00:41:37 | 只看该作者
    齐若散 发表于 2020-5-28 00:312 b6 ?9 R* d+ E9 s* }
    不局限于土壤中取样，而在空气中取样呢，比如一个收集器悬于土壤上方，当进入里面的蒸汽“很少”时就认为土 ...
    7 }* b+ ?5 U. F# h$ C6 Q' S
    土壤湿度和空气湿度的变化率是很不一样的。不同的土壤的湿度变化率也不一样。比如说加了PEAT MOSS的土保湿能力就非常好。土壤的湿度传感器就是需要捕捉这种数据。放在空气中是不行的。

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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    无聊
    4 天前

    • 签到天数: 2031 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2020-5-28 00:58:02 | 只看该作者
    最终还是要其他参数来校正湿度，而且数学模型很重要。实应用技术中用户只想看最终结果并不关心数学模型怎么校正，只要用结果告诉他们怎么灌溉就好了。
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    可梦之
  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43

    • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体
    7#
     楼主| 发表于 2020-5-28 01:08:14 | 只看该作者
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:38
    - C. C. S3 o+ T3 x6 A3 c5 U6 W请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    0 h/ U  w9 w0 r! X+ z' X
    0 B) ]6 J" J/ P- L$ k  w看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...
    7 Z; O/ ?/ G3 ~
    这方面没有研究过，多谢提供资料。我看了一下，感觉可能测量空气湿度比较好，在土壤里，不知道荧光是不是会受其他因素影响。这种前沿研究一般距离工程化还比较远，成本也吃不消。
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    可梦之
  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43

    • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体
    8#
     楼主| 发表于 2020-5-28 01:17:31 | 只看该作者
    齐若散 发表于 2020-5-28 00:31* x3 G0 Y. n) D! Z
    不局限于土壤中取样，而在空气中取样呢，比如一个收集器悬于土壤上方，当进入里面的蒸汽“很少”时就认为土 ...
    7 C$ J) l/ ?/ _8 q/ `9 \
    空气湿度和土壤湿度没有必然联系。有可能土壤很湿润，但是蒸发量很小，光照强度、土壤类型、温度、植被乐行、都会影响到蒸发量。
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    雨楼
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51

    • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍
    9#
    发表于 2020-5-28 05:26:35 | 只看该作者
    土壤那里杂质太多了，不像空气，相对纯净。3 ~7 u; B% q8 P, g
    建筑工程中有现场测土壤含水率的设备用的是中子法/r-射线法的老设备。新设备用的是时域反射法(Time domainreflectrometry,TDR)。6 l3 R$ f5 N, a& ?' H

    * y$ a0 T; J# a: v% q  J+ Y电阻法应该是快被淘汰的方法了。

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    捣江湖
    给力: 5 涨姿势: 5
    很高端啊  发表于 2020-5-28 10:15
    松叶牡丹
    油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 05:56

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    松叶牡丹
  • TA的每日心情
    慵懒
    14 小时前

    • 签到天数: 2609 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2020-5-28 05:59:16 | 只看该作者
    本帖最后由 松叶牡丹 于 2020-5-28 06:00 编辑 0 a2 ]9 r  P' b9 }
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:247 {8 Y( ?) q( G' ~" z: F, c; Y
    口腔里的操作也受限于湿度。
    ) J- T9 r0 J. O. p
    - H+ Y* C- U8 o# Y5 n树脂补牙的时候，要先涂一层粘接剂，让其进入牙本质的胶原纤维网中，形成微机 ...

    / o9 _7 s) Y5 ?7 j# P! q
    8 |1 ?3 n3 G9 C& J5 }: C- H( z7 m5 D小老鼠牙医，请教一下，男孩子门牙一般多大年龄换呢？换早换迟有没有影响？怎么我们小朋友班上其他同学门牙都没了，我们家的一点要换的迹象都没有。( G# g0 i( N4 U8 N* L1 M! I, E
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

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    [LV.Master]无

    11#
    发表于 2020-5-28 07:35:53 | 只看该作者
    核磁共振呢？我记得核磁共振看得主要就是水（准确地说 水中的氢原子）
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    mezhan
  • TA的每日心情
    慵懒
    19 小时前

    • 签到天数: 3909 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2020-5-28 07:46:07 | 只看该作者
    我看 出路是 无土栽培. / `* t+ ?3 d3 j  V
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    开心
    2026-4-19 23:23

    • 签到天数: 311 天

    [LV.8]合体
    13#
    发表于 2020-5-28 09:17:42 | 只看该作者
    本帖最后由 smileREGENT 于 2020-5-28 09:52 编辑
    % m2 ^/ V; A* \, u# c0 o& ]
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59/ z- G0 _8 F8 L3 o
    小老鼠牙医，请教一下，男孩子门牙一般多大年龄换呢？换早换迟有没有影响？怎么我们小朋友班上其他同学门 ...
    + \7 f) L$ g. G% H
    5 p5 j* ^# w& f7 {
    / W2 T: [+ _' r; I
    ; B; B  l0 [$ Q2 G8 O/ e

    8 Z2 s7 H( W0 x0 G8 p) {请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    3 J" N0 r0 z) B8 D. X

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    松叶牡丹 + 10 谢谢！有你，爱坛更精彩

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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前

    • 签到天数: 3519 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2020-5-28 09:49:00 | 只看该作者
    数值分析 发表于 2020-5-28 07:35
    ! v8 k  t$ e/ y" n核磁共振呢？我记得核磁共振看得主要就是水（准确地说 水中的氢原子）
      f: r2 g& \& H0 A# A, ^
    除了水，其他很多东西里面有氢
    ' C& n& e- Q2 I2 `! Q核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 天

    [LV.Master]无

    15#
    发表于 2020-5-28 10:03:06 | 只看该作者
    pcb 发表于 2020-5-28 09:49
    7 a. G/ V" a, W5 i2 ~' p& V除了水，其他很多东西里面有氢
    ! Z# u9 w3 ~+ u% K$ K核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    " E- [" J1 ~5 P8 ]# g# p
    这我知道 理论上自旋不为零的原子核都可以成像 现在不是说看水测土壤湿度么 土壤里绝大部分的氢原子核是来自于水
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2020-5-28 10:17:10 | 只看该作者
    本帖最后由 数值分析 于 2020-5-28 10:18 编辑
    ! n) T6 d7 J: N) V7 t4 O4 O8 Z! b  Y4 t
    国际原子能机构 有过一篇文章 Using cosmic rays to measure moisture levels in soil 有借鉴意义么？' D* T  x" P: V1 s
    https://www.iaea.org/sites/defau ... l593_sept2018_0.pdf
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    捣江湖

    该用户从未签到
    17#
    发表于 2020-5-28 10:18:22 | 只看该作者
    可以考虑 ，化学 ，生物 在湿度影响情况下 转电信号
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    随便看看
  • TA的每日心情
    无聊
    2020-5-8 13:51

    • 签到天数: 112 天

    [LV.6]出窍
    18#
    发表于 2020-5-28 11:11:11 | 只看该作者
    渗透压是个好方法，可用考虑使用一个电磁阀来隔绝外部土壤与传感器内部的连接，传感器内置一个加热器，通过定时开启电磁阀获得湿度后关闭阀门测量蒸干时间来反推湿度。
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