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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
    跳转到指定楼层
    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。& u7 F# _8 z+ h. t6 c
    9 q9 D, |0 ^: {$ o
    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。
    ; |; u: {7 d0 x1 \" }( E' @4 |, Z
    % l6 G/ d! ^# g0 T+ k7 O, L; ^& 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。
    8 ~" ^& N, q$ C
    + U$ P5 Z9 {! h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。' e. s5 h4 U( T3 F# n' z' `

    : P4 M2 l- t! z8 O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。- C) e8 a8 Z) T6 X

    4 L3 ]  x3 B, @! W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。* Z. {$ p7 B5 M1 Y1 i
    - z3 B6 i1 q- `7 O) L) E( F" z
    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。" S$ k' ]1 y8 T

    # t& t# x8 [  f- t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。
    / ?8 r5 `* g3 j0 ?, d. T& c! d

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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。; k2 w4 ~- a% ?1 Z" w6 S! f

    * P$ H% y1 A3 B! w3 P7 |" D. 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。
    / P4 w! W8 i. z1 h( i$ a% l" q# ~' g3 X+ z; i
    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。$ p2 N5 C: {" M3 F& K0 E
    * T- u! o) F+ Q9 F0 D9 b
    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。" s9 }; X4 k+ d3 a
    ( Y) V9 l+ o+ P( i. b) p: r
    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”。' k8 j9 m: V( e# M
    , Z2 k+ I) h7 @. T' _& l, S2 r% L2 K
    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。- o3 L: H% H2 [- i
    5 |, v: M; \6 t/ b/ `1 V
    * F  T0 i. Y& d( y, F5 i5 H

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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
    擦汗
    11 小时前

    • 签到天数: 3669 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 , d: h- _4 u# Q

    , V9 \) W: j+ F2 \9 V2 F请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    $ M( y: i: ~6 l! Z* r% b1 b4 ~/ d5 R, m5 [
    看到篇所谓《基于聚集诱导发光的湿度可视化探针》的报道？9 l. H9 c; K: z6 A6 s

    , l/ h1 F9 l; U( N( I8 H! O& Hhttps://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& b4 L. w, v% P! e2 P4 d5 `: z8 F
    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 ...
    4 l- T4 h5 d& D8 X1 w3 Y3 Z
    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 07:14

    • 签到天数: 1991 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" E3 w, _9 z- R, l7 c' N  q
    请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    $ {( A: w( W5 P) p% P; x6 w
    / o1 |; V. Z6 C5 L; x9 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 ...
    * ^0 v; A; G1 D2 t) b* {
    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
    / l% y7 D( u7 O' h, H8 o% [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 ...

    ; d8 {6 @7 w" J- 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。
    ! A3 Q9 Y" v) P5 ^& s6 P6 u9 Z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)。6 F0 `+ W. T9 q& k* V/ R+ q, g) n
    7 n& E1 I+ q% q6 i
    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
    昨天 02:06

    • 签到天数: 2421 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 v+ z5 M: o9 x" M9 m# Y! I
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    1 h! o& S5 f; J* M! a; {& j. U) k口腔里的操作也受限于湿度。" P# s2 J- V% V# ~  G: [0 Q/ @
    3 K% J" J. A5 Q8 c! m9 @3 L, T4 D4 s* 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 ...

    1 ?/ E. o$ @  O  @8 a. h  G( ]! f* \  n2 I% t4 y5 Y& d# {
    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。
    $ M$ {% z: K) D1 F
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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
    12 小时前

    • 签到天数: 3665 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.
    ) ^4 Z( U$ @! N* x/ P
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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 ' p2 n' l& f3 u" l7 N
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    : U3 x9 P7 I: r! o8 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 ...
    1 o1 b. A. a  l

    5 N' Q7 G' a( [' [6 j8 d& ^( u) X1 g7 O, {
    7 R3 d# m. B4 N. a0 g4 @! s

    ' P* d( b5 g8 \. m0 F1 C请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430
    : K. G" D, @1 r1 F

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    pcb
  • TA的每日心情
    开心
    11 小时前

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    [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: V( M3 N2 e8 P3 F- f4 x
    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）
    , a5 g7 K0 w% ^% @  w" o% K
    除了水，其他很多东西里面有氢
      U2 Y  C' F5 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
    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  j( H- [2 o8 s
    除了水，其他很多东西里面有氢
    & T: u$ T4 @# l8 X/ w4 \% K核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...

    $ l, f" e$ \) u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 : o& B" K6 Y" ]& X
      e5 w$ U: z3 s3 P9 B
    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？
    ! {% Z( e, r8 e3 \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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