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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。8 S& _( Y! Z$ j4 k* y2 U

    ( L* D4 D1 x- F1 T/ @, _8 y: A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。, w! z  U  c9 w9 d% E) I
    ; \9 ?1 F* {8 L* R, K- N% v. \; k
    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。
    0 y% z  j" ^& e4 w. h
    1 M3 q, M6 q' s$ h: G+ K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。# \- D; @4 V  c8 B1 H

    & b( N7 B" i4 {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。
    7 _, i* \. x% a2 ?, X! N; S$ y+ m; f* m
    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。& X$ Z0 P2 u3 H) Q' {& |6 Z

    . h* v4 Q9 F2 c- m% E# a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。3 B2 x5 S! f" c! h  ?; ]1 o: p

    & V( B6 e0 v2 m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。
    ( b! h# T( f& `5 z: }

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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-5-9 20:53

    • 签到天数: 308 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。9 D! a5 C5 \. I; p8 u

    6 E1 }) q$ x0 r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。  ]- b6 H+ b, z; y
    * }& n% P( x( k6 G
    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。
    ) f1 l: o: ]9 K) U  V" ~! Q- j! L
    " x/ l, m0 J' K! 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。( U3 m/ j* J& q1 y! V

    3 I8 b$ ]! u7 H0 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”。
    8 U9 G1 `: V9 P4 g4 q) i( J/ l! Q) z/ z
    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。
    & ~3 R: |- O7 }
    7 Q/ ~8 i# f  F  o( O5 |
    3 ^; p- P0 ?4 _. K% N5 e, ~, \- F# y1 I

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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
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 00:49

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    齐若散
  • TA的每日心情
    擦汗
    17 小时前

    • 签到天数: 3284 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
    2024-5-9 20:53

    • 签到天数: 308 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 % @  v% R8 E" Q: P# |3 x$ H% s$ W, w

    : ]/ u6 X/ y: P- q8 p请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？& j: E. z5 \  \  @/ |5 {  k

    / U6 O. y: [) j& P$ P1 Y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 [* k+ l0 O# q- _3 F
    5 J, z8 s2 I7 F% d+ j9 w* {# \
    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" |! N+ q. s# u
    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 ...
    : j0 S" n, H" ~& j% ], T  B, f
    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
    奋斗
    3 天前

    • 签到天数: 1866 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
    % q* j' ^' D; y& q: b# g1 f请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    3 x( L6 M4 p9 u
    $ T4 g! [7 M8 T: x' z  C看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...
    ; K3 ]8 ~+ r) p/ w) C- N! [
    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 00:314 c6 `0 x  X0 l: N
    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 ...
    ! P: H; J0 W4 }% X( Z5 g/ o* ~$ Q$ U
    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。) I: a. l7 M2 ?1 G4 }
    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)。; \4 ]8 ]( E) I7 w; N& c

    $ o4 H# ]2 p4 v9 c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
    10 小时前

    • 签到天数: 2155 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 6 f" J+ v& E, j8 h; n
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    8 |6 H$ V6 L5 `! \" _口腔里的操作也受限于湿度。0 P$ H6 h! v) X5 O

    8 l4 z( J  ^4 o. @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 ...

    / L" f2 k; f7 U1 z7 Z$ ~( O4 d% c0 b' O; g" ^. B
    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。
    3 D" J, `" ~" s8 q5 t/ Q
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前

    • 签到天数: 1725 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
    17 小时前

    • 签到天数: 3281 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! X5 A7 Y' W5 r3 K' N
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-5-9 20:53

    • 签到天数: 308 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 E6 S% b& C8 }& h
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    2 q0 u$ j  C7 j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 ...

    ' Z: J9 R8 u. g" _: W0 ~# c! M0 |/ U. s/ F0 e/ J( S
    4 L! _4 |! N7 D4 u
    / f* s5 v: c$ }1 m$ z
    - I. \% \' X7 c; b  s- I
    请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=864300 q: U1 Q0 K# d& s3 C9 k& H

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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
    前天 00:40

    • 签到天数: 2955 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 07:355 n" V3 n% t6 h9 Y4 Y
    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）
    1 H0 M; Y5 _+ N# y! ]' Z( j6 a# x
    除了水，其他很多东西里面有氢" g. n( r* a! h$ H
    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
    16 小时前

    • 签到天数: 1725 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+ b3 h2 B3 n$ N2 S! z0 ~
    除了水，其他很多东西里面有氢
    7 h: V& Q% j, n& j$ B核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...

    : \1 C8 F7 _/ e: A  i; d1 f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
    16 小时前

    • 签到天数: 1725 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 e0 q' f  c  m( E
    ' H; n+ c4 T2 ?% t) D9 ?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？1 }- }2 d! O+ ^
    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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