Tuzluluğun sonuçlar üzerindeki etkisi hakkında bize daha fazla bilgi verebilir misiniz? Topraktaki çift iyon katmanının bir tür kapasitif etkisi var mı?
Bu konu hakkında daha fazla bilgi edinmemi sağlayabilirseniz çok sevinirim. Yüksek hassasiyetli toprak nemi ölçümleri yapmakla ilgileniyorum.
Sensörün etrafında mükemmel bir iletken olduğunu hayal edin (örneğin, sensör sıvı galyum metaline daldırılmış olsaydı), bu iletken algılama kapasitör plakalarını birbirine bağlayarak aralarındaki tek yalıtkanın devre kartı üzerindeki ince bir koruyucu kaplama olmasını sağlardı.
555 çipler üzerine kurulu bu ucuz kapasitif sensörler, tipik olarak onlarca kHz frekanslarında çalışır; bu frekans, çözünmüş tuzların etkisini ortadan kaldırmak için çok düşüktür. Hatta dielektrik soğurma gibi başka sorunlara yol açacak kadar düşük olabilir ve bu da histerezis olarak kendini gösterir.
Sensör kartının aslında toprak eşdeğer devresiyle seri bağlanmış, her iki tarafında birer tane olmak üzere iki kapasitör olduğunu unutmayın. Doğrudan bağlantı için kaplamasız, korumasız bir elektrot da kullanabilirsiniz, ancak elektrot toprakta hızla çözünecektir.Elektrik alanının uygulanması, toprak + su ortamında polarizasyona neden olur. Karmaşık dielektrik sabiti, uygulanan elektrik alanının bir fonksiyonu olarak ölçülür; bu nedenle malzemenin polarizasyonu her zaman uygulanan elektrik alanının gerisinde kalır. Uygulanan alanın frekansı daha yüksek MHz aralığına çıktıkça, dipol polarizasyonu artık elektrik alanının yüksek frekanslı salınımlarını takip etmediği için karmaşık dielektrik sabitinin sanal kısmı keskin bir şekilde düşer.
Yaklaşık 500 MHz'nin altında, dielektrik sabitinin sanal kısmı tuzluluk ve dolayısıyla iletkenlik tarafından belirlenir. Bu frekansların üzerinde, dipol polarizasyonu önemli ölçüde azalacak ve genel dielektrik sabiti su içeriğine bağlı olacaktır.
Çoğu ticari sensör, daha düşük frekanslar kullanarak ve toprak özelliklerini ve frekansı hesaba katmak için bir kalibrasyon eğrisi kullanarak bu sorunu çözer.
Yayın tarihi: 25 Ocak 2024