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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。0 _, x) Y* c+ Y) f% q0 @1 }# m

    8 A; g, p# L3 h+ e- M3 Y/ s& G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。. Z( s0 I: `$ {: X

    * [. m8 j) ?5 a6 a- c3 P( s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。
    / M# ]: l. O2 H1 i6 n, F+ W
    8 W3 W1 I: k0 y+ J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。# V1 V* f2 s& ~- f3 C

    4 G  c4 s$ [6 J+ [" W; |/ F( g+ c. Z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。, X3 C$ K6 R; a
    4 t- \1 \: }% y+ a; a# |' c
    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。
    0 G5 ^# I' v3 D
    , O3 a  V& `3 x2 t9 M6 n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。
      t" g4 |6 I) j' C
    ; C7 X; w( t" U- ^* u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。
    6 [+ r# z- [1 R) l, R8 x! ~

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  • TA的每日心情
    难过
    2025-9-22 19:01
  • 签到天数: 310 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。
    + l4 u9 C$ I5 F1 H/ y
    6 W% I. Y5 P3 \. E) {* L7 c  I6 j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。5 ?* e0 n$ Q- K% t- M+ Z# Q
    9 S& u' S% E; y9 R8 t- i% 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。
    4 \. _( y  I9 t7 r6 F% {' R: _- s9 F$ Y) _
    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 A$ a. {% w; A( R5 l1 G9 V- L' X

    # ~1 F" x. {& P; T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”。
    , L: p. ]- k# b4 m3 V% I, H
    1 C& w" h1 T8 N: o4 b( W; x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。
    ! @2 e7 |* ^) O& C# w2 s1 J( v/ Q) \; p9 q$ @  G

    ( o) k: K7 e% y

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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
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      发表于 2020-5-28 00:49

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  • TA的每日心情
    郁闷
    7 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
    难过
    2025-9-22 19:01
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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
    & M4 o/ K5 U/ S& |
    % L( I% _4 m! H/ ?' n" C, @1 V% J请教,荧光在这方面目前有无应用,研究前景如何?: y) n) }" y1 I/ E* O

    " J3 Y( R% C( ~8 c( P/ 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?
    5 D0 P( F; V3 s. r3 g) R7 ]9 r  R8 F
    https://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
    + n: M! w; ^  d& J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 ...
    ) Q! I8 I9 d+ o) p- K; K, Q2 [. }& G
    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
    昨天 00:25
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    [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
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    [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
    , ~2 t% T2 b/ W1 t7 v7 R请教,荧光在这方面目前有无应用,研究前景如何?
    ' F' p8 {/ h# `& y4 t5 a8 L8 R; Z. @$ 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 ...

    " ?7 G* J8 [9 |( @0 u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 00:310 \" ~9 r$ I4 P0 Q9 F! 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 ...

    & I9 {8 ?7 J# y( F. o: ~+ K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
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    [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。
    % M6 m/ n2 t$ k. j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 S) `% d$ j$ D$ w+ A
    3 d& A4 f9 a0 ]; r& `电阻法应该是快被淘汰的方法了。

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    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 03:22
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    [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
    + Y+ f- B" V& Z6 v) R$ i
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    ; C. I2 \5 D& j& @& u口腔里的操作也受限于湿度。
    1 ]( X' o" V/ R& s5 H
    " i1 k) Q7 _8 e7 S# Q8 W$ V2 A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 ...

    & T3 Q- n; W9 s4 _
    ! |, S* ?0 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。
    ' V: a* N2 @9 \  J5 V4 Y5 v0 t
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-10-27 04:12
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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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  • TA的每日心情
    慵懒
    7 小时前
  • 签到天数: 3625 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. % A; N0 d- D6 h; F/ H: `4 x% e
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  • TA的每日心情
    难过
    2025-9-22 19:01
  • 签到天数: 310 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
    / S7 `% X5 Q5 X; n. `  o, E/ j; G
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59& i+ F! b7 z9 l5 Q/ H* J( A& Q
    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 ...
    3 p# j7 `6 x/ v: k
    2 O3 g  G; s% F2 R) j$ R

    ) M/ ^* F. Q" x
    2 Y" N. K9 U1 x7 g" o+ P" M2 u4 }: L: |0 @
    请看这篇日志:http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=864307 Q. p* L) e! |5 d

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  • TA的每日心情
    开心
    7 小时前
  • 签到天数: 3278 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
    5 {( |- s; t, P. r  }$ v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)

    5 s! J! @5 ^- Z' K* X除了水,其他很多东西里面有氢
    3 S+ m) |9 N5 e: V% j9 B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
    2025-10-27 04:12
  • 签到天数: 1953 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
    : B# w! k/ B' j( i除了水,其他很多东西里面有氢$ K7 Q# x6 z9 N+ }+ G  o
    核磁除了氢谱,还可以做很多其他原子的谱 ...
    ( n7 o2 P+ o  f3 B) E3 A
    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
    2025-10-27 04:12
  • 签到天数: 1953 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 + t5 u7 I8 j# }5 ~
    7 v( O; {7 ?* L2 s; o! I0 x  Y) O- y
    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?
    2 a" h0 X% K# R" k+ g; ^https://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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