Sensori i Cilësisë së Tokës

A mund të na tregoni më shumë rreth efektit të kripësisë në rezultate? A ka ndonjë lloj efekti kapacitiv të shtresës së dyfishtë të joneve në tokë?

Do të ishte shumë mirë nëse mund të më tregonit më shumë informacion rreth kësaj. Jam i interesuar të bëj matje të lagështisë së tokës me saktësi të lartë.

Imagjinoni sikur të kishte një përçues të përsosur rreth sensorit (për shembull, nëse sensori do të ishte i zhytur në metal galium të lëngshëm), ai do të lidhte pllakat e kondensatorit ndijor me njëra-tjetrën në mënyrë që i vetmi izolator midis tyre të ishte një shtresë e hollë konformale në qarkun elektrik.

Këta sensorë kapacitivë të lirë, të ndërtuar në çipa 555, zakonisht funksionojnë në frekuenca në dhjetëra kHz, të cilat janë shumë të ulëta për të eliminuar ndikimin e kripërave të tretura. Mund të jetë mjaftueshëm e ulët sa të shkaktojë probleme të tjera, të tilla si thithja dielektrik, e cila manifestohet si histerezë.

Vini re se pllaka e sensorit është në fakt një kondensator në seri me qarkun ekuivalent të tokës, një në secilën anë. Mund të përdorni gjithashtu një elektrodë të pambrojtur pa asnjë shtresë për lidhje të drejtpërdrejtë, por elektroda do të tretet shpejt në tokë.Zbatimi i një fushe elektrike do të shkaktojë polarizim në mjedisin tokë + ujë. Permitiviteti kompleks matet si një funksion i fushës elektrike të aplikuar, kështu që polarizimi i materialit gjithmonë mbetet prapa fushës elektrike të aplikuar. Ndërsa frekuenca e fushës së aplikuar rritet në diapazonin më të lartë MHz, pjesa imagjinare e konstantës dielektrike komplekse bie ndjeshëm pasi polarizimi i dipolit nuk ndjek më lëkundjet me frekuencë të lartë të fushës elektrike.

Nën ~500 MHz, pjesa imagjinare e konstantës dielektrike dominohet nga kripësia dhe, si pasojë, përçueshmëria. Mbi këto frekuenca, polarizimi dipolar do të ulet ndjeshëm dhe konstanta dielektrike e përgjithshme do të varet nga përmbajtja e ujit.

Shumica e sensorëve komercialë e zgjidhin këtë problem duke përdorur frekuenca më të ulëta dhe duke përdorur një kurbë kalibrimi për të marrë parasysh vetitë dhe frekuencën e tokës.