Sensore di qualità del suolo

Potresti fornirci maggiori dettagli sull'effetto della salinità sui risultati? Si verifica forse una sorta di effetto capacitivo dovuto al doppio strato di ioni nel terreno?

Sarebbe fantastico se potessi indicarmi dove trovare maggiori informazioni a riguardo. Sono interessato a effettuare misurazioni di umidità del suolo ad alta precisione.

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

Questi sensori capacitivi economici, basati su chip 555, operano tipicamente a frequenze nell'ordine delle decine di kHz, troppo basse per eliminare l'influenza dei sali disciolti. Potrebbero addirittura 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 alcun rivestimento per il collegamento diretto, ma l'elettrodo si dissolverà rapidamente nel terreno.L'applicazione di un campo elettrico provoca polarizzazione nell'ambiente suolo + acqua. La costante dielettrica complessa viene misurata in funzione del campo elettrico applicato, quindi la polarizzazione del materiale è sempre in ritardo rispetto al campo elettrico applicato. Man mano che la frequenza del campo applicato aumenta nell'intervallo dei MHz, la parte immaginaria della costante dielettrica complessa diminuisce bruscamente poiché la polarizzazione dipolare non segue più le oscillazioni ad alta frequenza del campo elettrico.

Al di sotto di circa 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 dipolare diminuirà significativamente e la costante dielettrica complessiva dipenderà dal contenuto di acqua.

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