Classificação do Sensor de Umidade do Solo

Após mais de meio século de desenvolvimento, os sensores de umidade do solo surgiram em muitas variedades e formas. A medição da umidade tem certa complexidade, e o conhecido higrômetro capilar, higrômetro de bulbo úmido e seco, etc., não conseguem mais atender às necessidades reais dos requisitos modernos. Portanto, vários sensores de umidade do solo foram desenvolvidos. Sensores de umidade geralmente podem ser divididos em tipos de onda acústica capacitiva, resistiva, sensível a íons, intensidade luminosa e onda acústica superficial, de acordo com seus princípios de medição.

1. Sensor capacitivo de umidade do solo

O elemento sensível do sensor capacitivo de umidade do solo é um capacitor sensível à umidade, e os principais materiais geralmente são óxidos metálicos e polímeros moleculares de alto teor molecular. Esses materiais têm forte capacidade de adsorção para moléculas de água, e a quantidade de água adsorvida varia conforme a variação da umidade ambiente.

Devido ao grande momento dipolar elétrico das moléculas de água, a permissividade do material muda após a absorção de água, e o valor de capacitância do capacitor também muda. A mudança do valor da capacitância é convertida em um sinal elétrico, e a umidade pode ser monitorada.

Capacitores sensíveis à umidade geralmente são feitos de capacitores de filme polimérico. Quando a umidade ambiente muda, a constante dielétrica do capacitor sensível à umidade muda, assim como sua capacitância. A quantidade de variação de capacitância é proporcional à umidade relativa. Esse recurso permite a medição da umidade.

Meios capacitivos de sensação de umidade do solo comumente usados são: silício poroso, poliimida, além de polisulfona (PSF), poliestireno (PS), PMMA (polimerização por plasma linear, reticulada).

2. Sensor de umidade resistivo do solo

O elemento sensível do sensor de umidade do solo do tipo resistência é um resistor sensível à umidade, e seus principais materiais geralmente são dielétricos, semicondutores, cerâmicas porosas, etc. Esses materiais têm forte adsorção à água, e a resistividade/condutividade muda com a mudança de umidade após absorver água, então a variação de umidade pode levar à alteração do valor de resistência do resistor higroscópico, e a mudança do valor de resistência pode ser convertida na eletricidade necessária. Sinalizar.

Por exemplo, uma solução aquosa de cloreto de lítio forma um filme sobre o substrato. Com o aumento ou diminuição do teor de vapor d'água no ar, o filme absorve umidade e desumidifica, a concentração de sal na solução diminui e aumenta, e a resistividade aumenta e diminui conforme necessário. , a resistência entre os dois estágios aumenta e diminui. Outro exemplo é o resistor poroso cerâmico sensível à umidade. A cerâmica em si é composta por muitas pequenas partículas cristalinas. A maioria dos poros está conectada ao mundo exterior. Moléculas de água podem ser adsorvidas pelos poros, causando mudanças na concentração de íons, resultando em alterações na resistência entre os dois eletrodos.

3. Sensor de umidade do solo iônico

Transistores sensíveis a íons de efeito de campo (ISFETs) pertencem a biosensores semicondutores, que foram desenvolvidos na década de 1970 por P. Inventados por Bergeld. O ISFET entra diretamente em contato com a solução tampão de íons na solução medida através de diferentes materiais sensíveis de filme fino na porta, e então a concentração de íons na solução pode ser medida.

Dispositivo sensível a íons por. A membrana seletiva de íons (membrana sensível) e o conversor são compostos por duas partes. A membrana sensível é usada para identificar o tipo e a concentração de íons, e o conversor converte as informações detectadas pela membrana sensível em sinais elétricos. O transistor de efeito de campo sensível a íons é feito de uma camada de filme sensível na porta isolante, e diferentes tipos de íons detectados por diferentes filmes sensíveis também são diferentes, de modo que possuem seletividade iônica.

Catálogo de Sensores Agrícolas

Agro-Sensores-Catálogo- NiuBoL -2024.pdf