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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。
    " W! Y# G" u2 f" p+ Z
    ' L( h; X' m0 d. ]1 Y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 a3 w! B- Q# N1 m0 B- |4 q% d& e. I$ y1 e. B2 w- O  C
    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。0 F+ U% C$ D+ G6 }
    & O0 M- ?3 f# T8 ]; G6 Y8 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。( g- n: M, p' f; W8 z

    ! f$ ^, l! D" i# Y8 ?2 {0 c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。2 q) i( T  l% I4 k
    $ M' r/ F( g7 F5 O' w8 a% z
    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。! R- e- e! X* Z# O

    : Q' n8 n# E/ Y' e4 ]+ n4 I  R, ]( 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。
    % g6 `  R  \; J& b: z$ d2 h' F) k3 H! n) _& k7 v' w2 Y
    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。2 N7 F3 z$ ]# q- w0 r

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    smileREGENT
  • 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。
    3 w. E  h8 n! o6 ~3 E# K3 h0 H& t, F& P! S& N, f, T0 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。, X2 n' c# E- t" }  R0 ~5 a* N
    ) m! q& V# k; c1 }; j* G; J! M
    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。- _) t8 q. B, U) ]' U3 K. o

    % q$ H* E2 _4 ]- X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 b4 e# R+ j* X0 o
    3 Q" Q5 X5 v: {: [5 L  |. _8 l  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”。. Z1 @, U8 h/ Y3 O: y1 f
    1 p+ c8 w! W: 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。
    - Y+ M& y3 f8 y$ ~; F1 k( f
    . v' b8 }4 Q: X& l  ^" y6 w- B" V# V$ d

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    涨姿势: 5.0 油菜: 5.0
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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
    涨姿势: 5
      发表于 2020-5-28 00:49

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    colin1992 + 10
    方恨少 + 8
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    齐若散
  • TA的每日心情
    郁闷
    1 小时前

    • 签到天数: 3676 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
    难过
    2025-9-22 19:01

    • 签到天数: 310 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
    . K9 N9 D% n5 d
    + u  f7 C/ F3 c4 I请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    , _9 z4 Q# V6 _9 I/ O
    " `6 {3 K. C  S: j, ~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 }8 V! _+ b* O3 s! c$ ]0 y) W, J9 X9 j7 ^
    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

    • 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
    * \5 N- G& D& b8 o6 H% j( N" d9 u$ 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 ...

    * P) q* a% u8 ]1 W: Y! M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
    前天 04:32

    • 签到天数: 1994 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% S3 e7 L' ?' f( o% y% [# |
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    $ v6 [8 m; W" Q. W, c$ M, M$ F  J
    8 T0 {! ]% e% c- ]) `, ~看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...

    : v# V" T) m  f" y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
    : T+ t' Y" U! v, b: F% 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 ...
    " i5 i; _9 j/ V. u* W3 F; N4 y
    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。
    - H. X" Y1 p% C1 l2 j9 i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)。
      W6 M% v8 d4 B6 V5 ?! |6 E- m" ]' \2 N! _4 ~' D& b
    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
    15 小时前

    • 签到天数: 2428 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 + [: E' f: E: L& _: m+ ^/ i
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24+ i  Y% t" f& P
    口腔里的操作也受限于湿度。
    7 o3 e! h9 a' u* ]8 z1 r3 `
    - l" p, J8 o1 t# `6 j! v6 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 ...

    ) L5 c/ H( ~3 z  D) c. A% ~! n2 e* W4 r) D; ^, ]) I) d9 h4 s
    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。* x# V" K6 Y  |: Y* |# i
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-10-27 04:12

    • 签到天数: 1953 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
    17 小时前

    • 签到天数: 3672 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. & W/ o  q% A. P! O9 I# Y) d0 s7 r3 C
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    smileREGENT
  • 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 ( [- O2 A& i% M* ]! Y# R4 c
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59) j% ~# ?3 w0 K0 X$ f, T2 U
    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 ...

    ( z: c2 {. E1 `( e4 H* H' r2 G8 j$ b# S

    3 k. f* R* {) @' q: z# N. N6 S, r
    7 n# b+ W8 A7 C- }( L7 D6 O. Y7 I  F' M' J" b$ A7 A3 d( L
    请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430: {* ~1 O/ B* {. k3 D: Q/ n

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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
    17 小时前

    • 签到天数: 3325 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 07:358 f! k. T1 L+ }. @
    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 G$ o6 Y: C9 y0 e除了水，其他很多东西里面有氢
    $ L7 k* |  ]8 q. n$ ^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
    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
    . Y. r$ I) b  x( @7 u4 [- C- m除了水，其他很多东西里面有氢
    + U; X: {' K, C核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    * d0 i. U  W, g5 T; L$ t; Q9 j( H* 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
    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
    ! P( d1 n2 m" ?7 Q7 A9 |. `9 ?
    & N% W8 |; o4 K9 O& w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？
      u8 {' y- R9 T- Uhttps://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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