Как идентифицировать резистивные датчики влажности и почему никогда не использовать их в гидропонике — Наука в гидропонике
Измерение влажности среды, также известное как содержание воды, имеет решающее значение для успешного орошения сельскохозяйственных культур в гидропонике. Несвоевременные поливы вызывают множество проблем, с которыми сталкиваются новички и даже некоторые крупные производители гидропоники. Попытки планировать полив через равные промежутки времени часто приводят к неудачам из-за того, как потребность растения в воде меняется в зависимости от его размера и условий окружающей среды. Поэтому крайне важно использовать количественные данные, которые действительно представляют количество воды в среде, чтобы решить, поливать или нет. К сожалению, наиболее распространенный способ сделать это — использовать резистивные датчики влажности; тип датчика, который плохо подходит для этой задачи в гидропонике. В этом посте я расскажу о том, как работают резистивные датчики, как их идентифицировать и почему никогда не следует использовать их для измерения содержания воды в гидропонной культуре.
Чтобы измерить количество воды в среде, нам нужно измерить свойство среды, которое изменяется пропорционально тому, насколько она влажная. Один из самых простых подходов к этому — поместить внутрь среды два электрода и измерить величину сопротивления потоку электричества между этими электродами. Это использует разницу в проводимости между водой и воздухом. Когда среда влажная, между электродами будет протекать больший ток. С другой стороны, когда среда сухая, будет больше воздуха и, следовательно, между электродами будет протекать меньший ток. Этот тип датчика, в котором мы предполагаем, что ток, протекающий между двумя электродами при фиксированном потенциале, пропорционален количеству влаги в почве, называется резистивным датчиком влажности.
Есть несколько проблем с этими измерениями, особенно в гидропонике. Наиболее важным является то, что гидропонные питательные растворы значительно более электропроводны, чем водопроводная вода, и поэтому количество тока, протекающего через электроды датчика, будет намного больше, чем количество, на которое рассчитаны электроды. Поскольку протекает ток, химические реакции также будут происходить на электродах, вызывая их коррозию и изменяя измерение сопротивления со временем, поскольку корродированные электроды становятся менее проводящими. Из-за этого характеристики электродов со временем ухудшаются, и электроды часто приходят в негодность.
Некоторые производители попытаются уменьшить вышеуказанную проблему, создав электроды из менее подверженных коррозии материалов, таких как нержавеющая сталь, и используя для измерения удельного сопротивления переменный ток вместо постоянного. Это может частично решить проблему повреждения электродов со временем, но возникает другая проблема; проводимость раствора обычно не является постоянной во времени, так как количество солей в среде изменяется. Представьте, что вы начинаете поливать урожай раствором с проводимостью 2,1 мСм/см. Затем вы определите измерение, соответствующее этому значению резистивного датчика, как «влажное», но по мере того, как вы продолжаете поливать, в среде могут накапливаться соли и проводимость в корневой зоне может фактически составлять 3,0 мСм/см при поливе. Это означает, что «влажное» измерение датчика теперь намного ниже ожидаемой проводимости, и поэтому датчик не сможет правильно сказать вам, сколько воды находится в среде.
Хотя резистивные датчики могут различать полностью сухие или полностью влажные условия при их первом использовании, эта способность со временем будет ухудшаться по мере изменения проводимости среды или износа электродов. Поскольку в гидропонике мы часто полагаемся на точное измерение довольно специфических условий засухи, чтобы правильно поливать растения, использование датчика, которому не хватает хорошей степени детализации при измерении содержания воды, неприемлемо. По этой причине вам следует избегать датчиков, которые используют удельное сопротивление как способ определить, сколько влаги есть в вашей среде.
К счастью, довольно легко определить, является ли датчик содержания воды датчиком, основанным на удельном сопротивлении. Почти все резистивные датчики будут иметь металлические ножки, которые используются для проникновения в среду, поэтому любой датчик, в котором используются металлические штыри, подобные показанным в приведенных выше примерах с двумя электродами, скорее всего, является датчиком, который использует электрическое сопротивление для измерения содержания воды. Таких датчиков всегда следует избегать.
Какие датчики тогда использовать? В следующих нескольких постах я буду углубляться в другие типы датчиков влажности. Я опишу другие способы измерения содержания влаги, которые лучше подходят для гидропоники, и дам вам несколько ссылок на датчики, которые вы можете использовать для успешного выполнения этой задачи.
