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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。
    " n" D8 C6 [) R" G$ S- b
    ! s4 P. Z& Q' `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 V5 k( N. c% I  B5 `5 `

    1 X  t# T6 S( l. m# s; T+ 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。, ^) w6 i$ ?( ]) E$ {  X

    ( b8 p% U9 {# F  H- _$ 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。6 G1 S# N2 u" f  a2 M0 g8 C5 n

    ' Q3 y. z, G; G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. |& ?8 S

    - T5 g, j$ }8 I# o% f4 i2 E/ A! ?: J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。# z) N2 P: E0 o/ H: w) s" r2 \

    : m6 \9 i2 v2 Y1 X+ |' V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。+ X3 e( f/ s/ G9 H9 k

    1 q- `5 D/ K2 ~% G2 j5 x: d0 c! `+ U* N+ 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。
      q. m9 ~* \  Z3 d

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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-5-3 21:39

    • 签到天数: 309 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。* B0 f0 V8 `# g) u2 W7 B( ~
    % f9 I% H, a4 S* ?
    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。
    1 k8 p$ O& D( W0 t' Q( F# G, r( u% `, O: K
    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。
    # h  ?) l  x( W  ~9 m' g! _; u2 G
    0 Z( u- Z" l. P2 Z/ D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。! {6 L0 _+ O9 A+ K, z( u( Y! F2 a
    8 h5 _% [4 v" c
    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”。
    0 X. X, l+ V' B, B! s  P- ^$ P; A. r- U$ N  Z/ t7 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。
    0 O6 K3 z; s" G6 ?" [8 G# K; U6 L2 U. w) I, W7 [; h& Z
    " {0 E" O* l0 `3 o6 e

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    齐若散
  • TA的每日心情
    开心
    13 小时前

    • 签到天数: 3547 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
    奋斗
    2025-5-3 21:39

    • 签到天数: 309 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 6 u! T. Q0 j% N6 F( u' F
    # P7 g6 H6 k2 o/ k) e/ X' X
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    ! W- _# ?/ U; o" [
    - o* v8 n. |( A& X! J6 y6 N5 g看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道？* l7 d' ]8 t& J6 e: ?- n+ J  Z

    $ p6 B; `; g' J% N* ghttps://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 00:319 ^* A. q( r7 i
    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 ...
    " p1 _7 U$ F; X8 u" Z$ `9 n5 Y
    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
    12 小时前

    • 签到天数: 1942 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
    ; ^% ?  O+ C2 [; m6 G/ d* x请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    8 a8 h% C7 w) y/ p6 M$ z2 R  W& U- m( v2 r9 o0 {# e  o
    看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...

    . W' U4 O5 _0 O2 I4 t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) U! n, ?+ A. 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 ...

    : o/ N* n8 c- G  ~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。' {) x+ l: z, j' G) H
    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)。$ K. y$ d% h7 U$ m9 ^
    6 G. Y, L( W+ D: ]6 q8 T) v
    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
    13 小时前

    • 签到天数: 2321 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
    9 [! _; d9 q5 ?, C* E: V
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24) w8 a7 v! i# t  r. z' t
    口腔里的操作也受限于湿度。# P* ~* p3 L2 j7 p6 a* I- |% Y5 [
    * s) r3 N  ^- }. @) U
    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 ...
    - a& c) O% `4 L5 y7 S% u# d
    % i+ D0 v" g8 J& g9 c
    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。
    ) Z% g9 k6 b- F. C$ l
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    数值分析
  • TA的每日心情
    衰
    2025-7-28 23:17

    • 签到天数: 1935 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
    14 小时前

    • 签到天数: 3544 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.
    0 L2 }. J- i: @& m, ~, H) H" k
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-5-3 21:39

    • 签到天数: 309 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
    / @' N/ N; u4 ?& j. m: V: r4 i# l
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:595 O3 G% W6 O/ a3 D6 K( |# V2 @" v
    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 ...

    ' O. D; b0 B- _( Y2 e* b* ~, ?8 [9 V' I, u$ m
    * d, P+ c8 u, o0 Z) i7 X
    4 s, {1 `+ A! d$ E# J
    6 N: S" ^. J8 O  h7 H
    请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=864308 V5 q8 Y% m3 U" m9 }  b& i

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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
    13 小时前

    • 签到天数: 3203 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" c' _- D& x9 \" u& 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）
    , r9 D5 V( c, [
    除了水，其他很多东西里面有氢5 @, m& h; E% ]* R3 t. j- 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
    衰
    2025-7-28 23:17

    • 签到天数: 1935 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/ v9 x2 ^- P- Z, w/ g. ]) b
    除了水，其他很多东西里面有氢$ O* |3 D+ m; G8 h4 @
    核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...

    0 ^0 m( o0 e& t1 w, c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
    衰
    2025-7-28 23:17

    • 签到天数: 1935 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 D& f: S) b! v" L& W7 Y8 C

    2 e7 R7 F. t( g# ]7 \! ~. E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？
    5 V! c( B1 v% {% z  c9 ihttps://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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