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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 谈谈湿度传感器
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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。7 S, Y9 A8 d, a
    ' [6 ]& v% O) J" r
    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。
    " [! R9 K+ x, O  N3 u4 W: H
    , C" V* {) ~7 c4 B* p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。
      ?6 t. {0 Y! y* x) A# @! T- p4 w+ w2 M3 f
    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。
    ! e/ j' `: i# ^  D1 p5 S
    , R& t& T4 B) ?1 s0 D$ Y; _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。( }: W, ^- ~  v+ l# K9 o6 C% i. J
    3 w# I7 ~# G3 B8 Q) e, z: a% A
    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。
    % D) v* `, j. h1 Z8 C% m; m
    " Q0 F9 G! w- {4 H* F. H. s) F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。2 |7 d9 ]0 C) B( d/ v" x
    ( p8 Z* q; ~9 G6 R, ?  V" b
    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。
    " V% {$ N0 K! @* J

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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。, D# [1 m9 }1 Y! M! B+ H

    : P1 t  M1 ?" z1 c& Z+ l* 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，形成微机械固位，这是树脂补牙材料粘接力的主要来源。
    # }$ w" K; u( P, ^: O
    8 F5 A7 d' B* @% }3 i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。
    8 E+ k  P4 y; o% I; m2 b2 W
    5 w+ O. v( l# X/ |3 M: Z. l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。
    / ]9 r7 f0 @1 u7 b1 s6 ]7 [2 O( e, Z. ~+ x
    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”。/ I7 o4 S8 W% x% R! ^4 h' ^

    * }; v& S' q& ?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。
    . Z% ?: r! k) i# i  W  O8 K  o- M8 _

    ! w, H$ t; C. d5 ]  b* [

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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
    开心
    19 小时前

    • 签到天数: 3823 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
    0 _' Y, {0 H' L
    ( T" Z' j  M( I2 ~2 _请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？$ i% z% @- o3 _/ e! V" M6 K

    " j1 {) \2 C1 k5 L+ Q看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道？
    . K1 R/ E9 t+ L/ W7 z! y, I, ?
    ; Y0 T5 e3 H5 C& Yhttps://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
    : v, ?: g* c6 d5 u1 @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 ...

    9 n1 }( @/ A$ P% B1 U+ X! `- T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
    开心
    15 小时前

    • 签到天数: 2013 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
    + u: q4 u5 N' [- K请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？4 C/ D$ p) A7 E

    0 T/ o: I! k9 H8 V7 s1 w* }8 f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 b$ u% J* X% ^8 p% X) l) Z7 Y* y9 u2 S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; w; X( M  }0 x: K
    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 ...
    5 a, O  U5 d5 K$ t2 G. Q
    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 F: |, ?; T7 g+ \. R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)。5 V! l, [' T1 o0 E# C, I
    8 c/ {2 f" H5 ?9 N1 w
    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
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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
    17 小时前

    • 签到天数: 2562 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
    . D2 Q. d2 B1 Q/ Q: H: I
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    0 E. `( g8 Q. ~3 i口腔里的操作也受限于湿度。
    1 d! b. H" v  M' e; Y- Z5 g$ |( t4 r6 v/ h' }
    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 ...

    5 m" m% Y* {+ q& @* X5 X. W! ]# O! B# V) P* F
    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。2 g* |2 _, W6 b; V
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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
    奋斗
    19 小时前

    • 签到天数: 3822 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.
    6 l0 G' n: i4 a+ g
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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
    6 p- L. i* I' e$ N0 a
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    6 p7 i: [0 p! E8 t6 q; f7 u6 L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 ...
    + y4 B4 Q" V! }' n$ x% b! g4 o2 @

    ' O/ C; ]. q  X5 B% _+ F5 n: j& d. S. ]- F/ h( i) y

    ) ?2 e$ n3 Y& z, F" T. B
    ; R, P2 b7 @" w+ Z: O0 w9 o请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=864306 i% |2 O7 q1 d" q6 o0 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
    19 小时前

    • 签到天数: 3458 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
    9 l$ T5 y- }' H: K# [; ?1 r) p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）
    2 a$ o" ^1 V: u
    除了水，其他很多东西里面有氢
    ; t3 d# o4 J8 {. s2 W$ R# N( 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
    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
    ) h0 ^; R  C# c& Q7 T$ w除了水，其他很多东西里面有氢
    4 E. \; @* E; B9 @$ t- T核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    + }) b% r5 n  z3 i* f- E- 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
    ( _. @3 M+ i+ Y- B7 h
    ! O1 @. C. _5 d# s6 ]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？
    ( [7 v( T# O' s% A4 J; {8 k0 dhttps://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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