염도가 결과에 미치는 영향에 대해 더 자세히 설명해 주시겠어요? 토양 내 이온 이중층에 일종의 용량 효과가 있나요?
이에 대한 자세한 정보를 알려주시면 감사하겠습니다. 저는 고정밀 토양 수분 측정에 관심이 있습니다.
센서 주위에 완벽한 도체가 있다고 상상해보세요(예를 들어, 센서를 액체 갈륨 금속에 담갔다면). 그러면 감지 커패시터 판이 서로 연결되어 그 사이의 유일한 절연체는 회로 기판의 얇은 적형 코팅이 될 것입니다.
555개의 칩으로 구성된 이러한 저렴한 정전용량형 센서는 일반적으로 수십 kHz의 주파수에서 작동하는데, 이는 용해된 염의 영향을 제거하기에는 너무 낮습니다. 이보다 낮은 주파수는 유전 흡수와 같은 다른 문제를 일으킬 수 있으며, 이는 히스테리시스로 나타납니다.
센서 보드는 실제로 토양 등가 회로와 직렬로 연결된 커패시터로, 각 면에 하나씩 있습니다. 코팅되지 않은 비차폐 전극을 사용하여 직접 연결할 수도 있지만, 전극이 토양에 빠르게 용해됩니다.전기장을 인가하면 토양과 물 환경에서 분극이 발생합니다. 복소 유전율은 인가된 전기장의 함수로 측정되므로, 재료의 분극은 항상 인가된 전기장보다 뒤떨어집니다. 인가된 전기장의 주파수가 더 높은 MHz 범위로 증가함에 따라, 쌍극자 분극이 더 이상 전기장의 고주파 진동을 따르지 않기 때문에 복소 유전율의 허수부는 급격히 감소합니다.
약 500MHz 이하에서는 유전율의 허수부가 염도에 의해 지배되고, 결과적으로 전도도에 영향을 받습니다. 이 주파수 이상에서는 쌍극자 분극이 크게 감소하고 전체 유전율은 수분 함량에 따라 달라집니다.
대부분의 상업용 센서는 낮은 주파수를 사용하고 토양 속성과 주파수를 고려한 보정 곡선을 사용하여 이 문제를 해결합니다.
게시 시간: 2024년 1월 25일