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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。' X# |& |; D$ N8 [& _
    % I: g7 }8 k  k' {! k
    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。% {& o2 {" _7 V3 n+ u

    1 O5 w0 a5 q8 u" E4 B$ c0 c9 M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。+ o% k' G8 C* F6 p7 @
    " ?+ Z6 ]5 _/ ~% S' k; o/ q' ?
    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 e$ O9 i, V* q2 @( A* E: C; b, U
    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。! ^* b) v6 C# N. X& n( p- C7 [7 f

    ! k* i( ~$ |7 M4 \$ m0 P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。, q! Z2 A  R, z; H& K
    # L- ^0 c$ J8 \( \4 }
    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。3 j, z; t; `7 T
    ) r" Q0 p  ?( S5 H/ A
    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。( W, v, x& I+ d' K! a

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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。
    0 H: }* t3 M  s- J
    ! B. d7 G* Z9 H( o  P: h* N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。
    9 l6 t1 Y3 R7 O) B* c& l+ Q; Z; w, m3 U0 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。2 _7 `, i/ s, M+ F% W
    + m- L' }+ O8 K; y0 S# E' f
    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 U# }) B4 r( N4 e! p$ \# ~9 o- P9 G

    7 @+ h2 e4 b+ T. ~9 H* U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”。
    2 _3 y8 ?/ S9 [6 f5 h1 n1 y, A, I7 L- z% N9 I* n  g/ `
    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。: |1 J9 ]/ O2 c8 j5 X) e3 L

    . \: x) m% s# B
    " U$ @0 s; `0 d2 c1 w# p- j  Y

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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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    colin1992 + 10
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    齐若散
  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 00:00

    • 签到天数: 3311 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 2 y1 `% J5 c  i. Z. h
    9 C7 K5 Y4 f# c% {5 H6 H
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？# u2 _+ E- ~: x+ g& m) d

    0 `! C" [  M( Q* ]7 ?; g- _! Q: @  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？' @! f/ ~" k/ V! @( U

    0 X% I$ r! H* o9 W/ d4 Z5 D/ {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& e* {, r, }' F6 C! D( D
    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 ...
    / ]8 R# ]3 a9 x" @+ H
    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
    2024-11-22 06:26

    • 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 00:384 v: \" D5 i2 y3 x% \5 k0 b" S
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？) F4 i7 n7 K% Z4 q

    / ~5 D$ o9 R7 a, S. a: a$ v0 D看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道 ...

    ' |* p5 Q: A- L. w! r1 m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' O+ }' M- p( }0 f- X
    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 ...
    8 }. o8 p" R: N" F5 u  ]
    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。7 k5 s/ g5 ~! }) y& 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)。, f+ R: S# X9 A3 H
    + ]. c% a$ q6 c1 M& L! m
    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
    昨天 08:19

    • 签到天数: 2176 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 : L7 ^$ ~. H$ ?+ m( \* n
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24* s. r6 q7 S2 V5 _+ q5 d
    口腔里的操作也受限于湿度。
    # U2 j' }2 ~9 B- K9 F/ `+ Y# 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 ...
    3 @: r7 G8 U, v8 D

    ; z; \, w* M( v% {+ j- D1 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。
    6 y5 G- G# \; }+ o6 @9 F/ \
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    3 分钟前

    • 签到天数: 1752 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
    半小时前

    • 签到天数: 3309 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& G8 X" K. N4 V
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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
    " Y# ~6 u( X0 k, q$ W2 R) L- m
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59  u* \, I* Q$ d$ ]+ Y
    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 ...

    & f% ?9 w& S$ a9 E7 v; ~  A  D: C" A7 L& q
    0 x5 W! y, e  N+ |

    & u# ]8 F- p: q- t# A$ K% }2 k0 u  q' Q6 U
    请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    ' i8 j3 `( e( m0 k. G3 G

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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
    昨天 02:01

    • 签到天数: 2981 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( y' f& D+ Z% u& M6 S" x3 d3 J
    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）

    * a6 O5 Q* u5 l除了水，其他很多东西里面有氢  j9 x; p0 C% U, [  A! b
    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
    3 分钟前

    • 签到天数: 1752 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+ m8 z; S) u: e9 b
    除了水，其他很多东西里面有氢" ]* L3 ~. b% V: ^; H9 }
    核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    2 C4 v- o$ L+ [
    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
    3 分钟前

    • 签到天数: 1752 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 ( j5 Z! a) Z& t+ l  q5 J) o, ?7 ?

    ! J; @- `9 a* G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？
    " B# m/ ^& Z# A3 E- G9 B5 Zhttps://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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