เซ็นเซอร์วัดคุณภาพดิน

คุณช่วยอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของความเค็มต่อผลลัพธ์ได้ไหมครับ มีผลกระทบแบบคาปาซิทีฟบางอย่างของชั้นไอออนคู่ในดินหรือไม่ครับ

ถ้าคุณช่วยชี้แนะแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ให้ผมได้ จะเป็นพระคุณอย่างยิ่ง ผมสนใจที่จะทำการวัดความชื้นในดินด้วยความแม่นยำสูงครับ

ลองนึกภาพว่ามีตัวนำไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบอยู่รอบเซ็นเซอร์ (ตัวอย่างเช่น หากเซ็นเซอร์จุ่มอยู่ในโลหะแกลเลียมเหลว) มันจะเชื่อมต่อแผ่นตัวเก็บประจุตรวจจับเข้าด้วยกัน ทำให้ฉนวนเพียงอย่างเดียวที่อยู่ระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุเหล่านั้นคือสารเคลือบบางๆ บนแผงวงจร

เซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟราคาถูกเหล่านี้ ซึ่งสร้างขึ้นบนชิป 555 โดยทั่วไปจะทำงานที่ความถี่ในระดับหลายสิบกิโลเฮิร์ตซ์ ซึ่งต่ำเกินไปที่จะกำจัดอิทธิพลของเกลือที่ละลายอยู่ได้ และอาจต่ำเกินไปจนก่อให้เกิดปัญหาอื่นๆ เช่น การดูดซับไดอิเล็กทริก ซึ่งแสดงออกมาในรูปของปรากฏการณ์ฮิสเทอรีซิส

โปรดทราบว่าแผงเซ็นเซอร์นั้นแท้จริงแล้วคือตัวเก็บประจุที่ต่ออนุกรมกับวงจรเทียบเท่าของดิน โดยมีตัวเก็บประจุอยู่ด้านละตัว คุณยังสามารถใช้ขั้วไฟฟ้าที่ไม่มีฉนวนหุ้มเพื่อเชื่อมต่อโดยตรงได้ แต่ขั้วไฟฟ้าจะละลายไปในดินอย่างรวดเร็วการใช้สนามไฟฟ้าจะทำให้เกิดการโพลาไรเซชันในสภาพแวดล้อมของดินและน้ำ ค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าเชิงซ้อนจะวัดเป็นฟังก์ชันของสนามไฟฟ้าที่ใช้ ดังนั้นการโพลาไรเซชันของวัสดุจึงมักตามหลังสนามไฟฟ้าที่ใช้เสมอ เมื่อความถี่ของสนามไฟฟ้าที่ใช้เพิ่มขึ้นไปอยู่ในช่วงเมกะเฮิร์ตซ์ที่สูงขึ้น ส่วนจินตภาพของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเชิงซ้อนจะลดลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากโพลาไรเซชันแบบไดโพลไม่เป็นไปตามการแกว่งความถี่สูงของสนามไฟฟ้าอีกต่อไป

ที่ความถี่ต่ำกว่า ~500 MHz ส่วนจินตภาพของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกจะถูกกำหนดโดยความเค็มและผลที่ตามมาคือค่าการนำไฟฟ้า ส่วนที่ความถี่สูงกว่านี้ การโพลาไรเซชันของไดโพลจะลดลงอย่างมาก และค่าคงที่ไดอิเล็กตริกโดยรวมจะขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำ

เซนเซอร์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่แก้ปัญหานี้โดยใช้ความถี่ต่ำกว่า และใช้เส้นโค้งการสอบเทียบเพื่อคำนึงถึงคุณสมบัติของดินและความถี่