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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。! A( w4 ^* @# b7 r

    & c( G! ]1 U9 X4 j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。& u5 ]7 p' H" a' G$ ]+ C4 y
    5 ^- p, v- Z, Y, E6 z1 S0 J' @  x
    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。7 A" s% j7 X; ?& m5 T: M7 M. o; {

    - \- O% k. @' y2 k$ G' y/ O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。
    2 d1 j( u; n* q, Z5 a
    9 w; K* Y2 _/ V0 S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。
    : u: \7 B5 e8 h  v6 N  J& W2 o( e/ `5 `4 U' c7 P; q2 g6 t; h6 g) ?
    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。
    * _& b5 z; f* }7 T" g1 K+ E+ D9 s5 l: z* D( }7 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。( A5 s4 C5 k5 ~$ W/ X
    ; V7 i% A9 P' N/ T! _6 c
    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。
    " U2 \* d: l$ [

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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。
    ' ~* N6 h7 |- V8 T0 n2 [2 c+ @8 a0 ^6 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。: G* ~" ~/ y+ `
    5 D, X' ?$ ]+ N; P) e
    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。+ C4 c  f4 @4 P
    6 u! F$ Y  m4 K( K! w1 v
    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。$ M& N3 B8 M  F/ @* ^& s

    3 S6 L/ N( i" |2 W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”。+ ~% _# m$ P$ }
    4 a" x4 C, `9 x8 Z4 j  U# u
    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。
    % O+ z4 |7 u: v+ Q/ @! G4 u
    + \: \# \2 h( O7 Q8 E9 `) s% A" f* b& d4 P1 W. n1 G3 s- S( {2 [

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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
    擦汗
    15 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
    " E1 S# V: z  a2 a1 F
    & Y+ w9 Z& n( G+ Y$ J  j请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    6 {- `3 {- Y3 j
    4 r9 S7 s5 ~! 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 u/ e3 u( _1 F2 }9 m1 V1 k& }, M, Z7 a
    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

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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
    ) |1 u: Y) a; E( p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 ...
    / j8 i' ^6 F4 k5 U' s1 i- ^; S# 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
    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
    " t+ {4 e/ U2 A, a: N* m请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    : U: e  u6 \  H- X+ R  |* L
    ' v1 y) R) O0 l看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...
    5 g$ D* _, a6 p1 z3 k' B0 w
    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" \3 a. V: s  K1 T* N8 }. _1 G0 Z5 s
    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 K8 u2 T8 \9 ^$ m7 a
    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。2 A) I: M) l7 V  X8 p
    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)。
    8 {5 D( M4 _+ Q; J  q0 t& T+ j; w- h% y' K
    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
    8 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 " R+ h& f; }1 q
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:249 r- u  a; \5 C1 m! `
    口腔里的操作也受限于湿度。
    + J# |) f; I; Z- K9 k' X/ B: f, l# y% E2 S/ u+ 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 ...

    : R  r# H1 y: E* u6 J* l0 y! X( U/ m' D, r% F6 D; |
    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。# i! |, R, F! b2 I# O0 S. L! s
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    14 小时前

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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
    慵懒
    15 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.
    % W3 Q" [* T$ b( q4 d" S+ i
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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
    " [5 z4 x+ ^1 _
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59. [( z" M% y( R
    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 ...

    8 I7 ~" \' [# _! `. w( X  h" o- x' ~% e7 W/ J
    8 Y7 o+ x5 |: f7 ^9 j  X9 L6 X
    . L( y0 q  J& B$ d) z1 F/ I
    % |/ T0 i) S$ I* R6 e  N5 ~5 _# F
    请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    3 ~: U8 `: o& s# t2 s& \* R

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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    前天 00:40

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    [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$ x" l1 t: ~/ X. I+ b7 D* ^
    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）
    ' T/ @" _# K' ^( }# o
    除了水，其他很多东西里面有氢& ?: e( X+ F' a
    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
    14 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
    ( X, m: a; G. j% q除了水，其他很多东西里面有氢: X/ @! a. W, [- z( o
    核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    - Q; |' B6 ~9 r% d
    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
    14 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 $ V3 p1 N$ r# s* n* z+ |" ?! q; c. K

    2 R0 b5 z5 {9 p" L: @' p& j0 {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？
    9 G4 a8 k) {! F$ y6 ]5 j9 Khttps://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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