Sensore di qualità del suolo

Puoi dirci di più sull'effetto della salinità sui risultati? Esiste una sorta di effetto capacitivo del doppio strato di ioni nel terreno?

Mi farebbe piacere se potessi fornirmi maggiori informazioni a riguardo. Sono interessato a effettuare misurazioni ad alta precisione dell'umidità del suolo.

Immaginate che ci sia un conduttore perfetto attorno al sensore (ad esempio, se il sensore fosse immerso in un metallo di gallio liquido): questo collegherebbe le piastre del condensatore di rilevamento tra loro, in modo che l'unico isolante tra di esse sarebbe un sottile rivestimento conforme sul circuito stampato.

Questi economici sensori capacitivi, costruiti su chip 555, operano tipicamente a frequenze dell'ordine delle decine di kHz, troppo basse per eliminare l'influenza dei sali disciolti. Potrebbero essere abbastanza basse da causare altri problemi, come l'assorbimento dielettrico, che si manifesta come isteresi.

Si noti che la scheda del sensore è in realtà un condensatore in serie con il circuito equivalente del terreno, uno per lato. È anche possibile utilizzare un elettrodo non schermato, senza rivestimento, per il collegamento diretto, ma l'elettrodo si dissolverà rapidamente nel terreno.L'applicazione di un campo elettrico provoca la polarizzazione nell'ambiente terreno + acqua. La permittività complessa viene misurata in funzione del campo elettrico applicato, quindi la polarizzazione del materiale è sempre in ritardo rispetto al campo elettrico applicato. All'aumentare della frequenza del campo applicato fino all'intervallo MHz più elevato, la parte immaginaria della costante dielettrica complessa diminuisce bruscamente poiché la polarizzazione del dipolo non segue più le oscillazioni ad alta frequenza del campo elettrico.

Al di sotto di ~500 MHz, la parte immaginaria della costante dielettrica è dominata dalla salinità e, di conseguenza, dalla conduttività. Al di sopra di queste frequenze, la polarizzazione del dipolo diminuisce significativamente e la costante dielettrica complessiva dipenderà dal contenuto d'acqua.

La maggior parte dei sensori commerciali risolve questo problema utilizzando frequenze più basse e una curva di calibrazione per tenere conto delle proprietà del terreno e della frequenza.