Bodemkwaliteitssensor

Kunt u ons meer vertellen over het effect van zoutgehalte op de resultaten? Is er een soort capacitief effect van de dubbele ionenlaag in de bodem?

Het zou geweldig zijn als u mij meer informatie hierover kunt geven. Ik ben geïnteresseerd in het uitvoeren van zeer nauwkeurige bodemvochtmetingen.

Stel je voor dat er een perfecte geleider rond de sensor zit (bijvoorbeeld als de sensor ondergedompeld is in vloeibaar galliummetaal). Deze zou de platen van de sensorcondensator met elkaar verbinden, zodat de enige isolator ertussen een dunne, conforme coating op de printplaat zou zijn.

Deze goedkope capacitieve sensoren, gebouwd op 555-chips, werken doorgaans op frequenties in de tientallen kHz, wat te laag is om de invloed van opgeloste zouten te elimineren. Het kan laag genoeg zijn om andere problemen te veroorzaken, zoals diëlektrische absorptie, wat zich manifesteert als hysterese.

Merk op dat de sensorprintplaat in feite een condensator is in serie met het bodemequivalentcircuit, één aan elke kant. Je kunt ook een onafgeschermde elektrode zonder coating gebruiken voor directe aansluiting, maar de elektrode zal snel in de bodem oplossen.Het aanleggen van een elektrisch veld veroorzaakt polarisatie in de bodem-wateromgeving. De complexe permittiviteit wordt gemeten als een functie van het aangelegde elektrische veld, waardoor de polarisatie van het materiaal altijd achterloopt op het aangelegde elektrische veld. Naarmate de frequentie van het aangelegde veld toeneemt tot in het hogere MHz-bereik, neemt het imaginaire deel van de complexe diëlektrische constante sterk af, omdat de dipoolpolarisatie de hoogfrequente oscillaties van het elektrische veld niet langer volgt.

Onder ~500 MHz wordt het imaginaire deel van de diëlektrische constante gedomineerd door zoutgehalte en, als gevolg daarvan, geleidbaarheid. Boven deze frequenties neemt de dipoolpolarisatie aanzienlijk af en is de totale diëlektrische constante afhankelijk van het watergehalte.

De meeste commerciële sensoren lossen dit probleem op door lagere frequenties te gebruiken en een kalibratiecurve te gebruiken om rekening te houden met de eigenschappen van de bodem en de frequentie.