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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。/ J0 n+ k: J; @

    & _2 H% i/ q! Q4 E! U, 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。8 Z# ~) ~. j- X% g

    ) s; \5 [8 P6 n) p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。' c% F5 l  \& V

    / d, i' W* B2 v, }( d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。: {+ T9 K3 X/ p) ?$ _% h2 j( U, A7 [
      N. ?, h7 x7 Z# Z) n! d' V0 ^* T
    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。1 j/ J$ |( W. |' C" r1 M* J: q! p
    ! \! {0 o9 c( P* `# Z1 v, `) B
    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。5 O+ W; c# [1 I& i* j

    8 c; v/ q& r( x: U# _& ^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。
    : A$ U- ]; Y. `0 k8 q- g7 M7 q
    " ?' \; r9 [9 M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。9 i- o9 }+ p- g9 s

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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。
    % K, G3 t1 L+ m4 n4 B8 v
    5 d7 {. Z- p4 |) @2 J5 P3 b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。
    . Z; p% R& {# E0 b2 J* v9 o) q
    $ w% s' o3 ^- J5 C( U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。+ L$ Y0 S9 ~/ j
    : q2 S* c* j* }7 ?/ |5 w2 R
    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。7 b; a) e. J+ [4 t5 j$ x

    ' Y' R6 ]8 r! `1 I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”。
    * x7 L, |# o# a! X$ \( z, k7 }+ @9 ~0 u8 e; ^
    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。
    / g% e$ Q. Y6 v. {' L9 n! A# ?% `8 e# V$ N  F! f* d5 Q
    ! @/ a1 b- F1 f- z. d

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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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    齐若散
  • TA的每日心情
    衰
    3 小时前

    • 签到天数: 3343 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
    : b) {* Q1 t% _4 i5 k) n; M/ `4 e( `) |; i
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    ! _  g4 \1 }3 L& l$ A' q
    ! u( E! t0 Y9 {& ^- 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？
    : R0 }0 X! a9 d: a3 [( _0 b; a$ U' J& d8 u( g: v5 w6 r
    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
    0 z4 v3 e3 p, y( B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 ...

    0 E! o7 J* L+ h; J2 W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
    擦汗
    2 小时前

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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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    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 00:380 Z5 l: h' @% k5 f& w
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    ! m+ W9 |& O( h: @$ U+ I7 F/ L3 _2 R0 x. [
    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! z3 F% w' \: n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
    - c5 W& j( f9 y/ U# }& H, 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 ...
    $ J! n# |8 W" C  C2 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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    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。
    ) _# b; D$ W$ t0 b1 ~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)。
    9 M9 F1 O* `) c: z2 P' @; M! |9 G9 \3 B, F6 O) l+ i' n$ }: n
    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
    1 小时前

    • 签到天数: 2193 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
    3 O, t8 }" F( H3 @( W3 y5 \4 m
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:247 k6 |4 Y$ T2 M' Q
    口腔里的操作也受限于湿度。( E3 |6 m4 v( M/ \6 F5 `7 d

    , {, m+ `6 o7 K- g; a0 L- c! j7 z6 y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 ...
    + X# X2 {. L; ^# v  y3 p$ _8 o! G
    9 ~) R" L2 s6 N) e% a! s* m
    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。! J! l& M7 ~( `. w7 z' W
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    数值分析
  • TA的每日心情
    衰
    3 小时前

    • 签到天数: 1782 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
    3 小时前

    • 签到天数: 3340 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.
    " q  W0 _) x" M4 G& [' G
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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
      ~8 V( [( V3 t& l- @
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    8 E- n* a* u1 g) R0 {. w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 ...

    ! W' p' Z3 K5 x. Q) ?) ]3 V, s5 ^4 c, F; n  e

    " T; G" l6 J- k  v: {2 R1 n* n  A# ?, x) h8 T8 p

    ; E+ {  b" E9 O# C3 Q1 I请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430+ g3 w8 Q; l' [* F7 }2 k

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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
    3 小时前

    • 签到天数: 3012 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
    2 U! h6 v" n; f5 s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 V- K/ z+ w7 X2 O% Z
    除了水，其他很多东西里面有氢
    " @, V; f* u4 s& U# J7 Y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
    衰
    3 小时前

    • 签到天数: 1782 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 09:490 Y# @9 b- e% {' G* ]2 L
    除了水，其他很多东西里面有氢$ B0 Z/ ]$ I, ^3 Y
    核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    % b& ~1 q" A1 a( a) e6 T" l9 t
    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
    衰
    3 小时前

    • 签到天数: 1782 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 * s8 p7 v, o# M7 g" h7 M

    * D3 m9 u! @- w, s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 Z! D/ j. m  W% w
    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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