염도가 결과에 미치는 영향에 대해 더 자세히 설명해 주시겠습니까? 토양 내 이온 이중층이 일종의 정전 용량 효과를 나타내는 것일까요?
이와 관련하여 더 자세한 정보를 알려주시면 정말 감사하겠습니다. 저는 고정밀 토양 수분 측정에 관심이 있습니다.
센서 주변에 완벽한 전도체가 있다고 상상해 보세요 (예를 들어 센서가 액체 갈륨 금속에 잠겨 있는 경우). 그러면 감지 커패시터 플레이트들이 서로 연결되어 그 사이의 유일한 절연체는 회로 기판의 얇은 컨포멀 코팅이 될 것입니다.
555 칩을 기반으로 하는 이러한 저렴한 정전 용량 센서는 일반적으로 수십 kHz의 주파수에서 작동하는데, 이는 용해된 염분의 영향을 제거하기에는 너무 낮습니다. 또한 이 주파수는 유전 흡수와 같은 다른 문제를 야기할 수 있으며, 이는 히스테리시스 현상으로 나타납니다.
센서 보드는 실제로 토양 등가 회로와 직렬로 연결된 커패시터이며, 양쪽에 하나씩 있습니다. 코팅이 없는 차폐되지 않은 전극을 직접 연결하여 사용할 수도 있지만, 이 경우 전극이 토양에 빠르게 용해될 수 있습니다.전기장을 가하면 토양과 물이 혼합된 환경에서 분극이 발생합니다. 복소 유전율은 인가된 전기장의 함수로 측정되므로 물질의 분극은 항상 인가된 전기장보다 뒤처집니다. 인가된 전기장의 주파수가 MHz 영역으로 증가함에 따라 쌍극자 분극이 더 이상 전기장의 고주파 진동을 따라가지 못하게 되면서 복소 유전 상수의 허수 부분이 급격히 감소합니다.
약 500MHz 이하에서는 유전 상수의 허수 부분이 염도에 의해 좌우되며, 결과적으로 전도도에 큰 영향을 받습니다. 이 주파수 이상에서는 쌍극자 편극이 크게 감소하고 전체 유전 상수는 수분 함량에 따라 달라집니다.
대부분의 상용 센서는 더 낮은 주파수를 사용하고 토양 특성과 주파수를 보정하는 교정 곡선을 사용하여 이 문제를 해결합니다.
게시 시간: 2024년 1월 25일