Können Sie uns mehr über den Einfluss des Salzgehalts auf die Ergebnisse erzählen? Gibt es eine Art kapazitiven Effekt der Ionen-Doppelschicht im Boden?
Es wäre toll, wenn Sie mir weitere Informationen dazu geben könnten. Ich bin daran interessiert, hochpräzise Bodenfeuchtemessungen durchzuführen.
Stellen Sie sich vor, der Sensor wäre von einem perfekten Leiter umgeben (zum Beispiel, wenn der Sensor in flüssiges Galliummetall eingetaucht wäre); dieser würde die Platten des Messkondensators miteinander verbinden, sodass die einzige Isolierung zwischen ihnen eine dünne Schutzlackierung auf der Leiterplatte wäre.
Diese kostengünstigen kapazitiven Sensoren, die auf 555-Chips basieren, arbeiten typischerweise mit Frequenzen im Bereich von einigen zehn kHz. Diese Frequenz ist zu niedrig, um den Einfluss gelöster Salze zu eliminieren. Sie kann sogar so niedrig sein, dass andere Probleme wie dielektrische Absorption auftreten, die sich als Hysterese äußert.
Beachten Sie, dass die Sensorplatine im Grunde ein Kondensator ist, der in Reihe mit dem Bodenersatzschaltbild geschaltet ist – je einer auf jeder Seite. Sie können auch eine ungeschirmte Elektrode ohne Beschichtung für den direkten Anschluss verwenden, diese löst sich jedoch schnell im Boden auf.Die Anlegung eines elektrischen Feldes führt zu einer Polarisation im Boden-Wasser-Gemisch. Die komplexe Permittivität wird als Funktion des angelegten elektrischen Feldes gemessen, daher hinkt die Polarisation des Materials dem angelegten Feld stets nach. Mit steigender Frequenz des angelegten Feldes im MHz-Bereich sinkt der Imaginärteil der komplexen Dielektrizitätskonstante stark ab, da die Dipolpolarisation den hochfrequenten Schwingungen des elektrischen Feldes nicht mehr folgt.
Unterhalb von etwa 500 MHz wird der Imaginärteil der Dielektrizitätskonstante maßgeblich vom Salzgehalt und damit von der Leitfähigkeit bestimmt. Oberhalb dieser Frequenzen nimmt die Dipolpolarisation deutlich ab, und die gesamte Dielektrizitätskonstante hängt vom Wassergehalt ab.
Die meisten kommerziellen Sensoren lösen dieses Problem, indem sie niedrigere Frequenzen verwenden und eine Kalibrierkurve einsetzen, um die Bodeneigenschaften und die Frequenz zu berücksichtigen.
Veröffentlichungsdatum: 25. Januar 2024