Klassifizierung von Bodenfeuchtesensoren

Nach mehr als einem halben Jahrhundert der Entwicklung gibt es Bodenfeuchtigkeitssensoren in vielen Varianten und Formen. Die Messung der Luftfeuchtigkeit weist eine gewisse Komplexität auf und das bekannte Haarhygrometer, Nass- und Trockenkugelhygrometer usw. kann den tatsächlichen Anforderungen moderner Anforderungen nicht mehr gerecht werden. Daher wurden verschiedene Bodenfeuchtesensoren entwickelt.Feuchtigkeitssensoren können im Allgemeinen nach ihren Messprinzipien in kapazitive, resistive, ionenempfindliche, Lichtintensitäts- und Oberflächenwellentypen unterteilt werden.

1. Kapazitiver Bodenfeuchtesensor

Das empfindliche Element des kapazitiven Bodenfeuchtigkeitssensors ist ein feuchtigkeitsempfindlicher Kondensator. Die Hauptmaterialien sind im Allgemeinen Metalloxide und hochmolekulare Polymere. Diese Materialien haben ein starkes Adsorptionsvermögen für Wassermoleküle und die Menge des adsorbierten Wassers variiert mit der Änderung der Umgebungsfeuchtigkeit.

Aufgrund des großen elektrischen Dipolmoments von Wassermolekülen ändert sich nach der Wasseraufnahme die Permittivität des Materials und auch der Kapazitätswert des Kondensators. Die Änderung des Kapazitätswerts wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und die Luftfeuchtigkeit kann überwacht werden.

Feuchtigkeitsempfindliche Kondensatoren bestehen im Allgemeinen aus Polymerfolienkondensatoren. Wenn sich die Umgebungsfeuchtigkeit ändert, ändert sich die Dielektrizitätskonstante des feuchtigkeitsempfindlichen Kondensators und auch seine Kapazität. Der Betrag der Kapazitätsänderung ist proportional zur relativen Luftfeuchtigkeit. Diese Funktion ermöglicht die Messung der Luftfeuchtigkeit.

Häufig verwendete kapazitive Bodenfeuchtigkeitsmessmedien sind: poröses Silizium, Polyimid, zusätzlich zu Polysulfon (PSF), Polystyrol (PS), PMMA (linear, vernetzt, Plasmapolymerisation).

2. Widerstandsfähiger Bodenfeuchtigkeitssensor

Das empfindliche Element des Bodenfeuchtigkeitssensors vom Widerstandstyp ist ein feuchtigkeitsempfindlicher Widerstand, und seine Hauptmaterialien sind im Allgemeinen Dielektrika, Halbleiter, poröse Keramik usw.Diese Materialien weisen eine starke Adsorption an Wasser auf und der spezifische Widerstand/die Leitfähigkeit ändert sich mit der Änderung der Luftfeuchtigkeit nach der Wasseraufnahme, so dass die Änderung der Luftfeuchtigkeit zu einer Änderung des Widerstandswerts des hygroskopischen Widerstands führen kann und die Änderung des Widerstandswerts in die erforderliche Elektrizität umgewandelt werden kann. Signal.

Beispielsweise bildet eine wässrige Lösung von Lithiumchlorid einen Film auf dem Substrat. Mit der Zunahme oder Abnahme des Wasserdampfgehalts in der Luft nimmt der Film Feuchtigkeit auf und entfeuchtet, die Salzkonzentration in der Lösung nimmt ab und zu und der spezifische Widerstand nimmt entsprechend zu und ab., der Widerstand zwischen den beiden Stufen nimmt zu und ab.Ein weiteres Beispiel ist der feuchtigkeitsempfindliche Widerstand aus poröser Keramik. Die Keramik selbst besteht aus vielen kleinen Kristallpartikeln. Die meisten Poren sind mit der Außenwelt verbunden. Wassermoleküle können durch die Poren adsorbiert werden, was zu Änderungen der Ionenkonzentration und damit zu Änderungen des Widerstands zwischen den beiden Elektroden führt.

3. Ionischer Bodenfeuchtigkeitssensor

Ionenempfindliche Feldeffekttransistoren (ISFETs) gehören zu den Halbleiter-Biosensoren, die in den 1970er Jahren von P. Bergeld erfunden wurden. Der ISFET kontaktiert die Ionenpufferlösung in der gemessenen Lösung über verschiedene empfindliche Dünnschichtmaterialien am Gate direkt und dann kann die Ionenkonzentration in der Lösung gemessen werden.

Ionenempfindliches Gerät von. Die ionenselektive Membran (empfindliche Membran) und der Konverter bestehen aus zwei Teilen. Die empfindliche Membran wird verwendet, um die Art und Konzentration der Ionen zu identifizieren, und der Konverter wandelt die von der empfindlichen Membran erfassten Informationen in elektrische Signale um.Der ionenempfindliche Feldeffekttransistor besteht aus einer Schicht eines empfindlichen Films auf dem isolierenden Gate, und die verschiedenen Arten von Ionen, die von verschiedenen empfindlichen Filmen erfasst werden, sind ebenfalls unterschiedlich, sodass sie eine Ionenselektivität aufweisen.

Katalog für Landwirtschaftssensoren

Agriculture-Sensors-Catalog-NiuBoL-2024.pdf