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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。; _5 W; o8 |0 S) @. [1 z9 r
    & C  X4 M! l% }+ 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。& ?8 f* g/ b4 m1 M. o! x

    , t  M' P# J0 S3 n0 f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。- F1 V! {; J  g- V5 _

    4 J& m  l. y' m' C8 Z5 E& R# t( d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。
    # ~; T; k, P5 O
    9 Z" e/ q; w5 j. s: ~) e/ c7 M# h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! w6 A; J8 ~3 d8 u6 W  ~
    $ }$ `6 F3 d# d& {% g  e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。! o0 _  z( L0 _5 q9 Q! E

    ! a5 w" j. I4 i( y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。- p7 S1 D( I# Z6 S! S  B6 Z, u
    % m8 P' }9 O$ e& P/ Q  h) F
    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。" ]+ \( G) y) f! J* g  C8 N

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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-4-11 00:00

    • 签到天数: 307 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。/ a6 X7 {( Y- E" p) q9 n

    8 k) h$ X) p1 q8 V( v; Y4 p5 V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。& X* Z0 X7 @& \; I+ b0 Z

    ! o1 t( ~6 {& i& B$ }: i+ O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。
    6 d5 o% Z3 b4 y6 \5 t: y% Q8 ]* }' V9 M) l+ |, L7 o& p6 _
    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。% {& ^; j5 F& E+ j
    : @# g8 s$ ?3 \* L+ B5 P7 U
    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”。
    1 @$ B! q# K9 G$ j1 a: L4 v% ?9 X) {# {" A2 r0 x# o
    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。
    $ D: F7 a+ {( G) V7 G
    0 A$ ~' \8 X) }3 G2 b/ A4 T& u3 @3 z0 ]$ W! g$ W: m

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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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    colin1992 + 10
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    齐若散
  • TA的每日心情
    擦汗
    1 小时前

    • 签到天数: 3074 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
    慵懒
    2024-4-11 00:00

    • 签到天数: 307 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
    : g& l4 l4 R4 G% l* W$ a8 ], r5 a7 N! p  N
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    + V) w& H- g/ _  ]( C4 \+ m. c& }% f4 s, Z9 K7 _
    看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道？' `2 [0 r5 U1 g" K

    5 A' c( j' g( a' r7 u* ]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

    • 签到天数: 661 天

    [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
    ( e  n" B2 e9 t% L  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 ...
    & X- l) W- H& a# U
    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
    慵懒
    2024-4-19 22:33

    • 签到天数: 1771 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% `1 V: j; W* G! }) @3 A
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？- V3 D( g/ |+ H7 R- B1 v
    2 ^- ?* P1 t3 z/ L, e8 A/ D& I
    看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...

    ' }6 ]) h9 _! N0 I- W0 B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
    ( I5 ^0 @/ ?) D9 W, M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 ...
    + d& l/ f" ~& w4 L/ n8 h5 B
    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

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    [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。
    ; Q* P* [: u9 E3 k8 D5 A8 T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)。# a2 O! p; P6 V1 K' t- K  ^4 k
    7 p& C8 E+ @4 Q- ^
    电阻法应该是快被淘汰的方法了。

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    油菜: 5.0 给力: 5.0
    涨姿势: 5.0
    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
    1 小时前

    • 签到天数: 1996 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
    ! H! V" P! _* E. [2 |9 k# `
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24+ f! j; R1 ~( o1 i
    口腔里的操作也受限于湿度。% G' u- _( k8 ]  X. Q2 @6 J  W
    ! z8 S1 e: T; m* I' e6 K4 Q
    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 ...
    / I/ f+ e' V2 g! T: |- t/ b1 z  z

    * n! S2 }) V, j; Y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。& }0 U3 f1 K: a" u$ A1 M/ d
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    1 小时前

    • 签到天数: 1640 天

    [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
    1 小时前

    • 签到天数: 3070 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. / m! V& v- w) g* L
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-4-11 00:00

    • 签到天数: 307 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 % c6 k) `. Y0 `$ b$ i- M. U* x: P
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    , R/ Z% g! b' Z- w$ I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 ...

    1 J" @: k- d2 v7 a% {2 O' q4 _6 G) S- a6 h  ]3 \" n- K6 _* b
    + j/ o' H' h+ Y* n! q0 h
    ; r4 u3 s1 a* g( e* s

    ) `$ t4 Y$ q! g. j" L4 D9 k请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    - K$ @( Z, m9 p

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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
    3 天前

    • 签到天数: 2768 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  J0 l9 i6 W+ I" ?( Z
    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）
    & `0 y& |) p' B  p5 ]- ~9 c
    除了水，其他很多东西里面有氢4 m( C2 D# q* _) Z
    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
    1 小时前

    • 签到天数: 1640 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' e6 q: Z. W/ ^  i; _) P" ^
    除了水，其他很多东西里面有氢5 r3 f- I) n" m9 Q  p$ E& U' Z
    核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    $ y& X+ P( p& e& F; M8 L$ ^4 s# 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
    1 小时前

    • 签到天数: 1640 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 6 L% B* N+ W7 x, b( t  V7 e

    : k0 W& W8 ~" A3 y( ~3 K( o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？8 r" |+ e3 W4 T9 c" K
    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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