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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。9 y6 R$ I) Y( @4 J5 g* v- H* C
    1 T- B0 o; L& Y( i2 i5 @6 a
    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。- s4 Y4 r( {* s0 h$ C+ B. c6 l$ ~7 T

    % K" g0 C3 B, Q, N4 o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。
    1 p  P4 P" Z5 k! `1 d; h5 T5 P' ]  ^! i' R2 j( I
    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。. ~9 _* E1 M: Y3 n1 e6 G* B6 Y9 Z

    3 y5 d4 c1 r" {( I7 x' e' C& N$ ]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。
    ! Z* z7 H% n; Q3 n) U( {$ y6 x! r- w  q- k' j
    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。1 p9 x8 V. r1 S9 x, x% _- B$ b0 R

    9 I/ ]9 ?) @, t# y, v; B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。" P; D/ i' T3 D* D- V
    0 \* G( G# ^( B+ z4 e& b/ ]
    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。% }) t) F  q+ v. o6 ?

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    testjhy + 8
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    开心
    2026-4-19 23:23

    • 签到天数: 311 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。
    1 q4 ^9 _7 f/ N# d+ {3 @
    1 @7 C5 T8 C9 Y" }. w! 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，形成微机械固位，这是树脂补牙材料粘接力的主要来源。
    " @' K& x1 a6 z
    9 y* {6 A( u0 d8 T/ b9 |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。1 j: B# p; ]4 T/ V# G. e- T( `
    & Q  O6 J4 s) u, O" 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。
    , o* \. d6 r- X2 w, a' y( L5 W  a+ W
    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”。
    5 @7 x( U$ q, Q  p: c0 m, e
    7 q, l) k: s" N0 Q5 H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。
    / `& p) H. o# p1 i( M5 [& D
    + i5 X9 Q! t0 a3 m, s3 s) j; J6 ?! n: l
    % u4 R# R/ A. V: q2 U: g+ i" Y, J

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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
    方恨少 + 8
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    齐若散
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 3799 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
    开心
    2026-4-19 23:23

    • 签到天数: 311 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
    $ L. K1 `/ U+ X) E
    7 c' N5 V( ?( {6 E/ [* M% W请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    * z: T9 A9 r: D; B9 G" v  n9 ]( ?+ R. g+ P: }* W& 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？; w5 D" u/ {1 q# x1 Y% \6 R0 v) w

    # G$ `7 t0 N7 U. ]0 `/ khttps://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
      S; O. q6 ~, |6 H1 o0 J3 u8 g: 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 ...
    ) M, ]3 o% \. Y6 y) Q
    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
    2026-4-18 04:39

    • 签到天数: 2006 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
    * C5 a! C4 x; R5 }- |. v4 N请教，荧光在这方面目前有无应用，研究前景如何？
    ( s  B+ g# N. o9 M1 K: |+ z; s( s- a7 m$ Q9 j7 a& 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 ...

    9 ]7 o: n% {; \2 C- e5 l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
    6 r; V) K( ]8 R/ {+ i7 m8 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 ...

    ) [8 L# c% C& Y# O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。
    % k% g+ C; m2 g0 {9 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)。3 _5 E8 u/ Q8 @' ~, ?$ U

    1 C$ s) |1 z. v& |7 x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 03:57

    • 签到天数: 2538 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
    - A& g3 z: q& O, ?: `  A* F1 O
    smileREGENT 发表于 2020-5-28 00:24
    4 i) G$ k6 a  D4 _9 @5 k5 m4 V5 _( _口腔里的操作也受限于湿度。: j% I1 R$ |+ ^$ ?# t5 N( W' Q5 L
    4 N1 y. \1 \4 b8 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 ...

    + U+ l9 n: {  G# D
    5 H6 y( D( i$ ]% f" o" L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。
    9 W' b- J* z4 v$ q* R7 Q! I7 ]
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 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
    5 小时前

    • 签到天数: 3798 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.
    7 {( _4 y9 U, B! D4 }
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    smileREGENT
  • TA的每日心情
    开心
    2026-4-19 23:23

    • 签到天数: 311 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
    ; E/ Z- w3 _( [
    松叶牡丹 发表于 2020-5-28 05:59
    " p" ?5 A$ B2 s8 T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 ...

    & q# f0 x% o/ j) v. ~. y* d
    & M$ F- b9 u8 t, p0 o
    - c- a9 a: e  }/ T. D
    , @9 X1 P& ~, B1 }$ w) Y0 @. K4 I0 T) m  @( f2 r+ B3 f. @
    请看这篇日志：http://www.aswetalk.net/bbs/home ... ward=1&id=86430+ K1 @5 L1 K8 d$ h* V! c

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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
    5 小时前

    • 签到天数: 3437 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; }' d6 p+ ^+ i1 P' s4 f3 K
    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）

    9 b( j$ v3 B6 _' i# K" L除了水，其他很多东西里面有氢
      g& y- }3 ^8 ^  k3 J0 S6 h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
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 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
    + w* Y6 t% D* c. t: c/ c  J除了水，其他很多东西里面有氢
    " v$ Y8 |6 h+ r4 H; S核磁除了氢谱，还可以做很多其他原子的谱 ...
    - k. T/ E: b4 Z
    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
    2026-2-7 02:13

    • 签到天数: 1955 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 ! A! ^9 Y5 O$ ?: s4 E) n7 Q( U( v
    ! U, x- d2 _' K3 }# }7 ]
    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？- Z0 H  z; \4 i1 i
    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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