تحليل ومقارنة ثلاثة أجهزة استشعار لرطوبة التربة

من خلال البحث على ثلاثة أنواع من أجهزة استشعار رطوبة التربة، يمكن ملاحظة أن مستشعر رطوبة التربة السعوي يتكون من شرائح ألومنيوم متداخلة لتشكيل أقطاب المكثف، ويستخدم الهواء كعازل للمكثف. ستتغير قيمة السعة أيضًا، لذلك يمكن استخدام المكثف كجهاز استشعار لرطوبة التربة؛

يتكون مستشعر رطوبة التربة من النوع المقاوم من العديد من الوحدات الصغيرة المكونة من قطبين كهربائيين يمران عبر طبقة استشعار الرطوبة. تتغير قيمة المقاومة بتغير عدد الوحدات الصغيرة، لذا يمكن استخدامه كجهاز استشعار لرطوبة التربة؛

يتكون مستشعر رطوبة التربة الحساس للأيونات من غشاء حساس ومحول. يستخدم الغشاء الحساس لتحديد نوع وتركيز الأيونات، ويقوم المحول بتحويل المعلومات التي يستشعرها الغشاء الحساس إلى إشارات كهربائية، لذلك يمكن استخدامه أيضًا كجهاز استشعار لرطوبة التربة.

في الوقت نفسه، وفقًا للرسومات التخطيطية الهيكلية لثلاثة أنواع مختلفة من مستشعرات رطوبة التربة، فقد وجد أنه نظرًا لعدم توافق السيليكون المسامي مع تقنية CMOS، فإن ظروف العملية والمعالجة اللاحقة لإعداد السيليكون المسامي، والتحكم في حجم المسام وحجم المسام صعبة. 

تعتبر الآلية الرطبة أكثر تعقيدًا، لذا فإن وسيلة استشعار الرطوبة الرئيسية لمستشعر الرطوبة CMOS هي بشكل أساسي مادة البولي فثاليميد. تتوافق أجهزة الاستشعار المعتمدة على مادة البولي فثاليميد مع عمليات CMOS، وهي أقل تكلفة، ولا تتطلب معالجة بدرجة حرارة عالية وتنظيفًا حراريًا، وليست عرضة للرطوبة مثل السيراميك المسامي.ومع ذلك، إذا تم إنتاج مستشعر الرطوبة المقاوم ومستشعر الرطوبة الحساس للأيونات بواسطة عملية CMOS، فإنهما بحاجة إلى تغيير المزيد من عمليات CMOS. 

على سبيل المثال: تغيير تسلسل عمليات الإنتاج، واستخدام أقنعة جديدة، وما إلى ذلك، سيكلف الكثير من أموال التخفيض؛ وبالمقارنة مع عمليات CMOS القياسية، تكون العملية أقل نضجًا، مما يزيد من خطر إزالة الشريط؛ وفي الوقت نفسه، هناك صعوبات في التعبئة والتغليف مع الأجهزة الإلكترونية الطرفية.

بالإضافة إلى ذلك، حظي مستشعر الرطوبة السعوية (CHS) باهتمام واسع النطاق نظرًا لنطاق الرطوبة النسبية الكبير للاستشعار، والبنية الأبسط والشكل المكافئ، وعملية الإنتاج الأسهل.تتمثل ميزة استخدام البولي فثاليميد مع هيكل قطب كهربائي من الألومنيوم على شكل مشط كوسيط استشعار للرطوبة لمستشعر رطوبة التربة السعوي في أنه متوافق مع عملية CMOS، ويمكن معالجته من خلال عملية CMOS القياسية الناضجة، وتكنولوجيا المعالجة بسيطة نسبيًا، لذلك يمكن دمج المزيد من الأجهزة (الأجهزة الحساسة أو أجهزة الدوائر الطرفية) على نفس الشريحة أو تجميعها معًا، بحيث يمكن دمج التربةيتمتع مستشعر الرطوبة بأداء أفضل أو وظائف أكثر.وفي الوقت نفسه، فإنه يساعد على تطوير مستشعر رطوبة التربة في اتجاه التصغير والتكامل والتكلفة المنخفضة والوظائف الشاملة.

كتالوج أجهزة الاستشعار الزراعية

كتالوج-الحساسات الزراعية- NiuBoL -2024.pdf