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[工程技术] 谈谈湿度传感器

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  • 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。1 d9 v- y+ P$ ^9 K8 G
    ) C- L' O5 [/ o$ D4 }+ G3 O
    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。7 v& v& S. j4 }% m1 U3 y

    0 Z% K. o' K3 c1 Z3 c; ~, L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。
    / [, @  y7 X* w8 F0 x, n6 Z3 X3 h+ a" ]
    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。
    ) u  S3 u9 X+ V) H- D7 u$ r
    3 I4 ^  \  V. e$ f' b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。
    * i( x' L2 S! d7 [( W( y6 F' }) Z  I5 ^# t$ r2 a7 s! P( q
    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。
    1 I1 O* `; s  d6 z' a% o
    ) H; s/ n. z# s) L/ e- Q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。
    5 D/ @9 J7 \" {, ^1 ^. c
      D" ]8 D5 z* P, 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。
    & H" m5 U2 a8 G0 s/ L1 ?% [6 q! n  U

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  • 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。
    * e# U& m" S& @' k3 w. Y% r2 y, f  K: E, r! P
    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。3 J- W7 V; W" ~3 s2 M1 P8 L

    7 i8 s8 f/ H! Z( y( S: S4 h9 R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。( W# ?* e$ g3 J% T, t* z: t4 `
    % s0 y' y+ `. V: c/ E4 [) n
    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。8 j. ~0 L  a. \, e$ u8 k
    4 E6 z; F( z% S4 J' p  C8 W; j
    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”。4 p2 A- n9 b* ?( x
    ( f. _. E0 w! ]0 m# B& A/ f
    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。6 E" p& ^; e) g
    3 R: p, G! M* j1 ~+ H; l7 {% ?
    : `* C" K: F5 _8 d" a

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      发表于 2020-5-29 07:20
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 07:43
    油菜: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 01:02
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 00:49

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  • TA的每日心情
    奋斗
    10 小时前
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    [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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  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-5-9 20:53
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    [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
    1 N# o+ ?4 Z" c3 ]1 ]. W" H% `1 Y8 {) Y; G
    请教,荧光在这方面目前有无应用,研究前景如何?" E# N9 ~8 x( t$ o) c! Y

    ; ^/ i8 y- e1 i0 S4 |# T9 X4 |看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道?3 Y, g. r( K9 x& N

    5 Y# T# ~% C/ y, ]4 Uhttps://www.x-mol.com/news/11164
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  • 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  L" t) M3 ~4 ]
    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 ...

    3 Y2 ]# @) {8 B/ S* ?/ m/ x9 j' r& {! s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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  • TA的每日心情
    慵懒
    10 小时前
  • 签到天数: 1875 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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  • 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
    % X6 }2 O) l3 P6 X) q请教,荧光在这方面目前有无应用,研究前景如何?
    0 m# C5 z- j8 k3 C& c* S; E) j! q$ A% ~" }9 U
    看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...

      T( Y% Q8 |% v7 T1 ~  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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  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43
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    [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; I, y. p' c7 J" ?# I0 n! v
    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 ...
    6 i& x0 f2 e  d8 K0 B3 F0 v
    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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  • 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 m7 q5 ], Y( c. H# b0 f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)。
    0 Q( K2 v2 }1 z* ]( O" I' r8 q. q0 @! w2 h
    电阻法应该是快被淘汰的方法了。

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    给力: 5 涨姿势: 5
    很高端啊  发表于 2020-5-28 10:15
    油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 05:56

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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 02:46
  • 签到天数: 2197 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 ) P; z& ~/ p; y- G
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24! _2 l6 I3 S  F& {& g! u2 g
    口腔里的操作也受限于湿度。
    ' `  |" _( l; E3 \2 `
    * A, E5 q# Y1 N9 f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 ...
    $ H" c% ]5 \  ?

    + p$ D! T9 c& B( S7 _8 Z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 `3 I( M1 x' R  D7 S
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  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 1787 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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  • TA的每日心情
    慵懒
    10 小时前
  • 签到天数: 3345 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. / j9 B7 S2 W: A, E# v
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  • 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
    4 C' I5 K' W2 N6 o  `
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    , _* U  R: w9 `' s9 k7 O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 ]7 y9 k: }* J- K) S7 s; q8 [

    - u  ?& n5 l( {( j$ D/ ?
    ; H# x( t( c3 `8 H# M/ `) ]" K
    4 x; [& y2 e- i# G) G8 `% J
    6 m3 [9 `2 A$ _  u: D8 V请看这篇日志:http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    4 b& G, E5 j3 B' m

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  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前
  • 签到天数: 3017 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 07:350 y. [/ i* ?; n1 W
    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)

    . N, N, h/ j; R1 w0 D, X$ O除了水,其他很多东西里面有氢; t8 k( _1 B3 }/ i, ]# V
    核磁除了氢谱,还可以做很多其他原子的谱
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  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 1787 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 09:498 p" C- Q* a% Y
    除了水,其他很多东西里面有氢6 D1 _8 O7 T1 |) f7 b( b2 d2 i
    核磁除了氢谱,还可以做很多其他原子的谱 ...
    0 i7 ?& N7 w! j/ K. n
    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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  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 1787 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
    ( u- p# Z! U" P9 M( k% T5 {. r% o) W  o/ N, p8 R* M7 U
    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?
    # ^+ s3 S1 l/ `  ^0 H" fhttps://www.iaea.org/sites/defau ... l593_sept2018_0.pdf
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    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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  • 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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