Bodemkwaliteitssensor

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

Het zou geweldig zijn als u me naar meer informatie hierover zou kunnen verwijzen. Ik ben geïnteresseerd in het uitvoeren van zeer nauwkeurige bodemvochtigheidsmetingen.

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

Deze goedkope capacitieve sensoren, gebouwd op 555-chips, werken doorgaans op frequenties van enkele tientallen kHz, wat te laag is om de invloed van opgeloste zouten uit te sluiten. Het kan zelfs zo laag zijn dat het andere problemen veroorzaakt, zoals diëlektrische absorptie, die zich manifesteert als hysteresis.

Houd er rekening mee dat de sensorprintplaat in feite een condensator in serie is met het equivalente bodemcircuit, één aan elke kant. Je kunt ook een onafgeschermde elektrode zonder coating gebruiken voor directe verbinding, maar deze elektrode zal snel in de bodem oplossen.Het aanleggen van een elektrisch veld veroorzaakt polarisatie in de bodem + water-omgeving. De complexe permittiviteit wordt gemeten als 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, daalt het imaginaire deel van de complexe diëlektrische constante sterk, omdat de dipoolpolarisatie de hoogfrequente oscillaties van het elektrische veld niet langer volgt.

Beneden de 500 MHz wordt het imaginaire deel van de diëlektrische constante gedomineerd door het zoutgehalte en, bijgevolg, de geleidbaarheid. Boven deze frequenties neemt de dipoolpolarisatie aanzienlijk af en zal de totale diëlektrische constante afhangen van het watergehalte.

De meeste commerciële sensoren lossen dit probleem op door lagere frequenties te gebruiken en een kalibratiecurve toe te passen om rekening te houden met bodemeigenschappen en frequentie.