Phân tích và so sánh ba cảm biến độ ẩm đất

Qua nghiên cứu ba loại cảm biến độ ẩm đất, có thể thấy cảm biến độ ẩm đất điện dung được cấu tạo từ các dải nhôm đan xen nhau tạo thành các điện cực của tụ điện, sử dụng không khí làm chất điện môi của tụ điện. Giá trị điện dung cũng sẽ thay đổi nên tụ điện có thể được sử dụng làm cảm biến độ ẩm đất;

Cảm biến độ ẩm đất loại điện trở bao gồm nhiều bộ phận nhỏ được tạo thành bởi hai điện cực đi qua lớp cảm biến độ ẩm. Giá trị điện trở thay đổi bằng cách thay đổi số lượng đơn vị nhỏ nên có thể dùng làm cảm biến độ ẩm đất;

Cảm biến độ ẩm đất nhạy cảm với ion bao gồm một màng nhạy cảm và bộ chuyển đổi. Màng nhạy cảm được sử dụng để xác định loại và nồng độ của các ion, đồng thời bộ chuyển đổi chuyển đổi thông tin được màng nhạy cảm cảm nhận thành tín hiệu điện, do đó, nó cũng có thể được sử dụng làm cảm biến độ ẩm đất.

Đồng thời, theo sơ đồ cấu trúc của ba loại cảm biến độ ẩm đất khác nhau, người ta thấy rằng do silicon xốp không tương thích với công nghệ CMOS nên các điều kiện xử lý và hậu xử lý chuẩn bị silicon xốp cũng như việc kiểm soát kích thước lỗ chân lông và kích thước lỗ chân lông rất khó khăn. 

Cơ chế ướt phức tạp hơn nên môi trường cảm biến độ ẩm chính của cảm biến độ ẩm CMOS chủ yếu là polyphthalimide. Cảm biến dựa trên polyphthalimide tương thích với quy trình CMOS, chi phí thấp hơn, không yêu cầu xử lý ở nhiệt độ cao và làm sạch bằng nhiệt cũng như không nhạy cảm với độ ẩm như gốm xốp.Tuy nhiên, nếu cảm biến độ ẩm điện trở và cảm biến độ ẩm nhạy cảm ion được sản xuất theo quy trình CMOS thì chúng cần phải thay đổi nhiều quy trình CMOS hơn. 

Ví dụ: thay đổi trình tự quy trình sản xuất, sử dụng khẩu trang mới, v.v. sẽ tốn rất nhiều kinh phí; và so với các quy trình CMOS tiêu chuẩn, quy trình này kém hoàn thiện hơn, làm tăng nguy cơ băng ra; đồng thời, họ gặp khó khăn trong việc đóng gói các thiết bị điện tử ngoại vi.

Ngoài ra, cảm biến độ ẩm điện dung (CHS) đã nhận được sự chú ý rộng rãi do phạm vi độ ẩm tương đối cảm biến lớn, cấu trúc đơn giản hơn và hình thức tương đương cũng như quy trình sản xuất dễ dàng hơn.Ưu điểm của việc sử dụng polyphthalimide với cấu trúc điện cực nhôm hình lược làm môi trường cảm biến độ ẩm của cảm biến độ ẩm đất điện dung là nó tương thích với quy trình CMOS, có thể được xử lý bằng quy trình CMOS tiêu chuẩn trưởng thành và công nghệ xử lý tương đối đơn giản, do đó có thể Tích hợp nhiều thiết bị hơn (thiết bị nhạy cảm hoặc thiết bị mạch ngoại vi) trên cùng một chip hoặc đóng gói chúng lại với nhau để đấtcảm biến độ ẩm có hiệu suất tốt hơn hoặc nhiều chức năng hơn.Đồng thời, có lợi cho việc phát triển cảm biến độ ẩm đất theo hướng thu nhỏ, tích hợp, chi phí thấp và chức năng toàn diện.

Danh mục cảm biến nông nghiệp

Nông nghiệp-Cảm biến-Catalog- NiuBoL -2024.pdf