Анализ и сравнение трех датчиков влажности почвы

Благодаря исследованию трех видов датчиков влажности почвы , можно увидеть, что емкостный датчик влажности почвы состоит из чередующихся алюминиевых полос, образующих электроды конденсатора, и использует воздух в качестве диэлектрика конденсатора. Значение емкости также изменится, поэтому конденсатор может использоваться в качестве датчика влажности почвы ;

Датчик влажности почвы резистивного типа состоит из множества небольших блоков, образованных двумя электродами, проходящими через слой, чувствительный к влажности. Значение сопротивления изменяется путем изменения количества небольших блоков, поэтому его можно использовать в качестве датчика влажности почвы;

Ионно-чувствительный датчик влажности почвы состоит из чувствительной мембраны и преобразователя. Чувствительная мембрана используется для определения типа и концентрации ионов, а преобразователь преобразует информацию, полученную чувствительной мембраной, в электрические сигналы, поэтому его также можно использовать в качестве датчика влажности почвы.

В то же время, согласно структурным принципиальным схемам трех различных типов датчиков влажности почвы, установлено, что из-за несовместимости пористого кремния с технологией КМОП, затруднены технологические условия и постобработка приготовления пористого кремния, а также контроль размеров и размеров пор. 

Мокрый механизм более сложен, поэтому основной влагочувствительной средой датчика влажности CMOS является в основном полифталимид. Датчики на основе полифталимида совместимы с процессами CMOS, стоят дешевле, не требуют высокотемпературной обработки и термической очистки и не так восприимчивы к влажности, как пористая керамика. Однако, если резистивный датчик влажности и ионно-чувствительный датчик влажности производятся с помощью процесса CMOS, им необходимо изменить больше процессов CMOS. 

Например: изменение последовательности производственных процессов, использование новых масок и т. д. потребует больших затрат на отслоение пленки; и по сравнению со стандартными КМОП-процессами, процесс менее зрелый, что увеличивает риск отслоения пленки; в то же время существуют трудности при упаковке периферийной электроники.

Кроме того, емкостный датчик влажности (CHS) привлек к себе большое внимание из-за своего большого диапазона относительной влажности, более простой структуры и эквивалентной формы, а также более простого процесса производства. Преимущество использования полифталимида с гребенчатой структурой алюминиевого электрода в качестве чувствительной к влаге среды емкостного датчика влажности почвы заключается в том, что он совместим с процессом КМОП, может обрабатываться с помощью зрелого стандартного процесса КМОП, а технология обработки относительно проста, поэтому можно интегрировать больше устройств (чувствительных устройств или периферийных схемных устройств) на одном чипе или упаковывать их вместе, так что датчик влажности почвы имеет лучшую производительность или больше функций. В то же время это способствует развитию датчика влажности почвы в направлении миниатюризации, интеграции, низкой стоимости и всесторонних функций.

Каталог датчиков для сельского хозяйства

Сельское хозяйство-Датчики-Каталог-NiuBoL-2024.pdf