Bodenqualitätssensor

Können Sie uns mehr über den Einfluss des Salzgehalts auf die Ergebnisse erzählen? Gibt es eine Art kapazitiven Effekt der doppelten Ionenschicht im Boden?

Es wäre toll, wenn Sie mir weitere Informationen hierzu geben könnten. Ich bin an hochpräzisen Bodenfeuchtemessungen interessiert.

Stellen Sie sich vor, der Sensor wäre von einem perfekten Leiter umgeben (wenn der Sensor beispielsweise in flüssiges Galliummetall eingetaucht wäre), dann würde dieser die Sensorkondensatorplatten miteinander verbinden, sodass der einzige Isolator zwischen ihnen eine dünne Schutzbeschichtung auf der Leiterplatte wäre.

Diese billigen kapazitiven Sensoren, die auf 555-Chips basieren, arbeiten typischerweise mit Frequenzen im zweistelligen kHz-Bereich. Diese Frequenz ist zu niedrig, um den Einfluss gelöster Salze auszuschließen. Sie kann jedoch niedrig genug sein, um andere Probleme wie dielektrische Absorption zu verursachen, die sich als Hysterese äußert.

Beachten Sie, dass die Sensorplatine eigentlich ein Kondensator ist, der mit dem Bodenäquivalentschaltkreis in Reihe geschaltet ist (einer auf jeder Seite). Sie können auch eine ungeschirmte Elektrode ohne Beschichtung für den direkten Anschluss verwenden, die Elektrode löst sich jedoch schnell im Boden auf.Die Anwendung eines elektrischen Feldes führt zu einer Polarisation in der Boden- und Wasserumgebung. Die komplexe Permittivität wird als Funktion des angelegten elektrischen Feldes gemessen, sodass die Polarisation des Materials stets hinter dem angelegten elektrischen Feld zurückbleibt. Mit zunehmender Frequenz des angelegten Feldes in den höheren MHz-Bereich sinkt der Imaginärteil der komplexen Dielektrizitätskonstante stark, da die Dipolpolarisation den hochfrequenten Schwingungen des elektrischen Feldes nicht mehr folgt.

Unterhalb von ~500 MHz wird der Imaginärteil der Dielektrizitätskonstante vom Salzgehalt und damit von der Leitfähigkeit dominiert. Oberhalb dieser Frequenzen nimmt die Dipolpolarisation deutlich ab und die Gesamtdielektrizitätskonstante hängt vom Wassergehalt ab.

Die meisten kommerziellen Sensoren lösen dieses Problem, indem sie niedrigere Frequenzen verwenden und eine Kalibrierungskurve verwenden, um Bodeneigenschaften und Frequenz zu berücksichtigen.