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[工程技术] 谈谈湿度传感器

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  • 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。5 Y9 ]' K) c5 w: h( o  d
    7 U1 C) N" B0 O
    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。
    ! m- u6 ?( @: }& T/ c. X
    $ {; w5 U  q2 x# d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。5 y3 W$ E. Q% a9 x+ H+ x

    : ^6 |0 T3 X3 q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。
    - m& y4 ^3 ]7 J( g0 T* f
    2 n1 N- d5 N+ Q' N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。
    3 a3 T) Q+ C" n9 c* }
      D: L  K/ d2 y4 P2 O% \1 _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。3 c1 T3 K! t+ o) A$ h/ F0 d% _
    " [; i3 |9 {, l- _! V4 F& I' H9 G
    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。- k: {: D9 c. ?4 ~! ?1 d

    . A% D! Q5 v) i) T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。
    ' [! O+ v" Y7 {8 n

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  • TA的每日心情
    难过
    2025-9-22 19:01
  • 签到天数: 310 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。
      M) I# R: p# I: n8 a' Z% X+ ?; s/ Y0 [# T6 D! |7 H' n& ~/ k3 B
    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。9 N5 e' e# q! N/ J! A1 Z

    # B  E1 x. r; F) p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。
    , q9 a2 _% I# h  B$ r6 t( `# w, i( U, ?
    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。, h3 Q6 Z! f3 g* ^
    9 r: C( {) m9 g4 D; d8 m
    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”。' p  \/ h" o1 y: c
    - ?5 B, O& b: @( {
    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。6 O; s& K. W! C( y  c

    0 j1 x. T" N6 R- P
    0 Z( a6 H: H/ T# y( m

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    涨姿势: 5.0 油菜: 5.0
    给力: 5.0
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-29 07:20
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 07:43
    油菜: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 01:02
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 00:49

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  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
  • 签到天数: 3779 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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  • TA的每日心情
    难过
    2025-9-22 19:01
  • 签到天数: 310 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
    - u& v' X6 r6 d+ r2 _
    ( M# h, @# |  S0 @, Z请教,荧光在这方面目前有无应用,研究前景如何?% o* e3 c; [) C5 j

    " C; A3 b. _; W# p1 r# j看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道?) \' H$ w. A6 q; {

    6 [- g% t* x. v0 \2 X  ]- I! Lhttps://www.x-mol.com/news/11164
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  • 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 00:31% z5 K% ~8 N; T! W% w
    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 ...
    , E3 j2 _4 s0 ~7 y! Z" {; M
    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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  • TA的每日心情
    擦汗
    4 天前
  • 签到天数: 2002 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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  • 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
    0 N7 `1 M- y; }请教,荧光在这方面目前有无应用,研究前景如何?
      \. h- h$ _4 J- w  A& |
    , A- ]& C2 j( k, P看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...
    9 n& p( }( K( c9 E) ^. A; k
    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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  • 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- m. w6 S; t/ ^$ S- O. K- x0 f
    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 ...
    6 p. o4 Z1 i& k3 x, x
    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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  • 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。
    , |' Z% z- L' V* f8 T3 z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)。
    2 y" ~" y8 j5 i4 o# Q. F4 J! g5 w4 x
    1 Y0 l. ^2 T* {6 X- l6 V% m电阻法应该是快被淘汰的方法了。

    点评

    油菜: 5.0 给力: 5.0
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    给力: 5 涨姿势: 5
    很高端啊  发表于 2020-5-28 10:15
    油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 05:56

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  • TA的每日心情
    慵懒
    14 小时前
  • 签到天数: 2521 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 % B  |8 f2 o" s9 j# T
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    : x; K! Q5 X$ L% j3 M" m. Q0 }口腔里的操作也受限于湿度。
      {' E8 M" I* {8 Q& Z  |% @3 ]7 o% D
    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 ...
    ; Y, u/ A6 t2 ?/ f4 `

    2 n4 `  n4 }2 I" I7 U. v7 _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。) k* r; c/ U& H5 [
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  • 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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  • TA的每日心情
    慵懒
    15 小时前
  • 签到天数: 3778 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. # ]  H( Z  _; ~; R
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  • TA的每日心情
    难过
    2025-9-22 19:01
  • 签到天数: 310 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
    9 n2 `7 E: j% _" a1 e4 K
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:596 e9 E* ?; u5 U+ \/ D; Z
    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 ...

    , q% i& y; X9 Y9 w3 o) ]/ ~) O+ N7 Y2 N# {
    / \2 z; v+ n6 ?9 }: t+ M  \; ]

    3 I' I  J* F8 C5 C$ d8 ^! L, ~9 l! V% w& U, d' P9 r; X) k: P3 J$ ?
    请看这篇日志:http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    * r1 Q9 t- {4 ]9 [- B' {+ A

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 01:04
  • 签到天数: 3420 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; I3 u' j3 _8 f2 L
    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)
    . H+ X8 n2 A  Y1 t, \
    除了水,其他很多东西里面有氢
    6 ^4 c8 K4 T& o, e. l核磁除了氢谱,还可以做很多其他原子的谱
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  • 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 09:496 `5 J' y+ F# L8 T' t# s
    除了水,其他很多东西里面有氢
    & O! N# N( P2 D. i( L核磁除了氢谱,还可以做很多其他原子的谱 ...

    - {5 z9 M3 U( S6 k( O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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  • 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
    9 ]; g7 P  q$ H- k: Z  f) _% z
    * C2 v* E4 e5 H" X/ 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?- H& b5 X0 Z$ M
    https://www.iaea.org/sites/defau ... l593_sept2018_0.pdf
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    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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  • 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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