通过测量电容器的充电时间来确定介电常数(Ka),电容器使用土壤作为电介质。电容器的充电时间是土壤介电常数的线性函数。电容传感器通过测量土壤的介电常数来确定其含水量。由于水的介电常数远高于空气或土壤矿物质的介电常数,因此土壤的介电常数是含水量的敏感量度。
传感器施加电压并创建电路(电流流动)。该电流将以取决于土壤中水量的(共振)频率振荡或振动。当您向土壤中加水时,其保持电荷的能力(电容)会发生变化,从而改变电路的振动(谐振频率)。
探头测量(共振频率)的这种变化,并用它来确定土壤水分含量。
由于水和空气之间介电常数的差异以及传感器评估的土壤量非常小,传感器周围的任何气隙都会导致很大的误差。电容传感器需要与它们测量的介质有良好的接触,没有气隙。
测量体积取决于传感器尺寸,大多数传感器的长度在5cm到10cm之间,但一个传感器的长度为3m。传感器与基板界面处的影响范围最大,并从那里迅速下降。通常,影响场距离传感器大约1厘米。给定一个3m长的传感器,距离土壤1cm,安装时需要格外小心,以确保没有气隙。
电容式传感器的优点是电子元件的成本相对较低。因此,它们是用于非关键水分测量的最常见的全电子土壤水分传感器。
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