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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。) V; A. |: P) e8 f

    " W& W% H5 g5 h4 J+ x$ Z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。
    2 y: Z. T/ f- c( G& U2 z8 M$ M
    & m, p3 U5 `6 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。8 L0 y, L! k1 h+ }3 W
    . C! J. y# Z( t6 m% @5 d4 l5 G5 R
    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。+ s+ C) D2 }* e! m2 w' b5 b

    ) }9 N* o. b# V2 [5 x  k4 \6 ?- f. i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。/ A8 v% s" g! V3 G5 L/ _& K
    9 X$ C% c: m+ B" _+ U6 T& k
    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。
    " l- Y! ^* ^9 A' R, @! [" ?9 m: m" R6 n9 g) P2 D" e
    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。6 ^3 M) I7 T) q6 _

    ; ~% n) [3 m- A, 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。1 s/ A4 e' F4 i/ G& g7 |

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    testjhy + 8
    colin1992 + 10
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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。  v. I  F9 @5 s
    1 E* s( ~" E2 x, \3 ^1 h8 Z
    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。
    , }/ I* y) }0 ?9 d8 F& s* T- m2 h
    & B* H" x* z4 p; o/ L7 S# 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。% D0 s3 r: t! T6 j# l6 J! F6 `

    6 Q* N* G- j" L7 @, Y: 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。3 v% H- j, I, M

    9 ?& U7 q: g. h$ v7 l4 P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 i; K% J, c, p% t9 a6 M& P& c; {
    $ G( \- f, g9 `/ Q3 q. n2 f6 ^# \
    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。
    . d. D2 h! T9 B/ J. y2 k( ]
    ) Z  g) r% I, E
    7 i0 D$ f- J- A/ f8 q, l

    点评

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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
    无聊
    14 小时前

    • 签到天数: 3709 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
    % C* E: |8 ~* x& s  e( y% R6 y0 O1 T/ Y3 q
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？+ W! z- N) U8 `' M3 `% `

    1 h& J0 [3 o/ B! b看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道？
    - I: |" t% e' _: C  r5 ^. N: F
    $ [8 r1 R) T/ ^1 a! mhttps://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
    1 h. q, X5 L0 g9 H$ V9 j% N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 ...
    7 L! v, D4 }8 C: z* T  C* I
    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
    2025-12-24 06:16

    • 签到天数: 1995 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
      f/ B9 _1 y( v9 q请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    ) ?: A# u  L0 B7 X0 p1 O# e
    / j. K9 a4 @- B, Q$ i3 c5 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 ...
    6 X# y# j% H+ n: b4 G+ V$ T+ J
    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 00:311 k6 w$ i7 A$ Z; _! 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 ...
    , ?$ R. Y( |$ R% O" \, H2 A5 z
    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。
    , M1 i' F+ r+ F8 l0 \5 c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)。
    # S; o5 X  u/ E! g- G( Y! _- r/ Z- P' G& h. g* O: `1 q
    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
    11 小时前

    • 签到天数: 2455 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 % D4 F' g( L" _$ p
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    ! d; ?5 R& t+ D口腔里的操作也受限于湿度。
    " {! k$ @& m& v2 Q$ m. X# K- x
    1 R3 o0 I/ Y  ^- l4 G$ t! T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 ...

    - z1 y" i7 Z( t9 r: Z- `( M
    0 v% A$ p+ F2 O4 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。  S5 t: J. s& S8 l
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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
    14 小时前

    • 签到天数: 3706 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. + n( D, x4 z5 n; ^* ?: W8 g" M* {# h
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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 5 s( i: N( M3 k  d3 W8 z3 N/ m
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:590 z( E$ K- C9 |+ S( e
    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 ...

    ( u, I) r. a/ D- E  C  N" w* b# \: q  q7 G% d. \- T0 S

    " i( q$ Y' P6 R7 b3 D2 N, M7 J( [
    , f' a7 L* E7 c5 D
    2 e; Q; B$ E5 V$ m  x% O请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430. u# K1 t' O- 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
    昨天 00:24

    • 签到天数: 3351 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
    / w& y5 z6 H  }" a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）

    / c, H" ?7 r8 y- U0 y+ A% z除了水，其他很多东西里面有氢; L+ g; O3 Q4 D2 e) K
    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
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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( S& j. c& X( H; G, d
    除了水，其他很多东西里面有氢
    5 u* N, C. v2 P8 I7 Y核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...

    7 P6 j( v5 V8 o& B) F6 I. l  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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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2025-12-26 03:23

    • 签到天数: 1954 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 $ y/ d- B7 l4 }3 d! b4 y- g
      N! q4 E' W, 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？6 |: V. D6 e  l9 t4 X5 I, }# w$ c
    https://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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