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 uma certa complexidade, e o conhecido higrômetro capilar, higrômetro de bulbo úmido e seco, etc., não consegue mais atender às necessidades reais dos requisitos modernos. Portanto, vários sensores de umidade do solo foram desenvolvidos.Os sensores de umidade podem geralmente ser divididos em tipos de ondas acústicas capacitivas, resistivas, sensíveis a íons, de intensidade de luz e de superfície, 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 são geralmente óxidos metálicos e polímeros de alto peso molecular. Esses materiais possuem forte capacidade de adsorção de moléculas de água, e a quantidade de água adsorvida varia com a mudança da umidade ambiente.

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

Os capacitores sensíveis à umidade são geralmente feitos de capacitores de filme de polímero. Quando a umidade ambiente muda, a constante dielétrica do capacitor sensível à umidade muda e sua capacitância também muda. A quantidade de mudança de capacitância é proporcional à umidade relativa. Este recurso permite a medição de umidade.

Os meios capacitivos de detecção de umidade do solo comumente usados ​​são: silício poroso, poliimida, além de polisulfona (PSF), poliestireno (PS), PMMA (polimerização de plasma linear, reticulado).

2. Sensor resistivo de umidade do solo

O elemento sensível do sensor de umidade do solo do tipo resistência é um resistor sensível à umidade e seus principais materiais são geralmente dielétricos, semicondutores, cerâmicas porosas, etc.Esses materiais têm forte adsorção à água, e a resistividade/condutividade mudará com a mudança de umidade após a absorção de água, de modo que a mudança de umidade pode levar à mudança do valor de resistência do resistor higroscópico, e a mudança do valor de resistência pode ser convertido na eletricidade necessária. Sinal.

Por exemplo, uma solução aquosa de cloreto de lítio forma uma película no 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 de acordo., a resistência entre os dois estágios aumenta e diminui.Outro exemplo é o resistor sensível à umidade de cerâmica porosa. A cerâmica em si é composta por muitas pequenas partículas de cristal. A maioria dos poros está conectada ao mundo exterior. As moléculas de água podem ser adsorvidas através dos poros, causando alterações na concentração de íons, resultando em alterações na resistência entre os dois eletrodos.

3. Sensor iônico de umidade do solo

Os transistores de efeito de campo sensíveis a íons (ISFETs) pertencem a biossensores semicondutores, que foram desenvolvidos na década de 1970 por P. Inventados por Bergeld. O ISFET entra em contato diretamente com a solução tampão de íons na solução medida através de diferentes materiais de película fina sensíveis 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 de duas partes. A membrana sensível é usada para identificar o tipo e a concentração de íons, e o conversor converte a informação detectada pela membrana sensível em sinais elétricos.O transistor de efeito de campo com detecção de 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

Catálogo de Sensores Agrícolas - NiuBoL -2024.pdf