Как измерить количество воды в почве электрическим способом

[Evgen2]

Здравствуйте уважаемые господа товарищи химики.
Вот так простой и элементарный вопрос - "Как измерить количество воды=влажность в почве/торфе/песке/отходах жизнедеятельности электрическим способом"?
Размеры измеряего - сантиметры, т.е. допустим, влажность почвы на глубине 10-20 см, или наличие/отсутствие грунтовой воды на глубине 70 см. (Искать воду для бурения скважины не нужно) Да, решение должно быть простым, дешевым, воспроизводимым в полевых условиях, и имело возможность стационарной работы.

Вот тут общая информация о теории
Fraden, Jacob Handbook of Modern Sensors http://folk.ntnu.no/andberge/Sensors.pdf

Вот тут что делали в 1962 геологи Methods of Measuring Soil Moisture in the Field By A. I. JOHNSON http://pubs.usgs.gov/wsp/1619u/report.pdf

Вот тут статейка про испытания разных типов сенсоров, включая нейтронные, там же есть указание на цены от about $500 до
nearly $14,000.
Soil type affects accuracy of dielectric moisture sensors https://ucanr.edu/repositoryfiles/ca5403p43-67466.pdf

У вопроса есть предыстория на стороннем для чемпорта формуе и некий промежуточный результат

[Jinn]

Реклама?

[Evgen2]

Где?

[amik]

Чем не устраивают существующие в большом ассортименте приборы?
Самый простой и дешевый метод - сушка образца в контролируемых условиях. Из необходимой аппаратуры - только относительно точные портативные весы

[Evgen2]

Чем не устраивают существующие в большом ассортименте приборы?

можете предложить такой, чтобы удовлетворял вышеназванным критериям? Ну и чтобы он измерял воду, а не непонятно что.

Самый простой и дешевый метод - сушка образца в контролируемых условиях. Из необходимой аппаратуры - только относительно точные портативные весы

недешевый, ибо связан с ручной работой, не электрический, т.е нельзя автоматизировать (вариант робота с совочком - аозможен, но несколько недёшев), не для полевых условий. Да, наверное, нужно было добавить в условия возможность стационарной работы. А при изъятии образца.. допустим, раз в час через год будет "всё поле крот перерыл".

[Vittorio]

Здравствуйте уважаемые господа товарищи химики.
Вот так простой и элементарный вопрос - "Как измерить количество воды=влажность в почве/торфе/песке/отходах жизнедеятельности электрическим способом"?

смотрите в сторону переносных влагомеров, основанных на диэлькометрическом или кондуктометрическом методе. Методы имеют свои плюсы и минусы, разные в плане точности и приборной реализации. Кондуктометрический, наверное, подходит больше - смотрите, например, TDR-100 или TDR-300. Только там точность измерения в целом ниже диэлькометрич., ну и чем более сухая почва, тем ниже точность измерения.

[Любитель_Манниха]

В ашанах есть китайские поделия для дачников, якобы измеряющие влажность и pH почвы. ЕМНИП, рублей за 400. Если точность у них такая же, как у китайских pH-метров... хотя для дачи, наверное, лучше и не надо

А более-менее точное это действительно высушивание до постоянной массы. Если бы существовало что-то дешёвое и автоматизируемое, в той же пищевой промышленности не маялись бы ерундой с многочасовой сушкой.

В почве столько всего влияющего на электротехнические параметры намешано, что всякие ёмкости и проводности, ИМХО, с методами, использующими те или иные электроды, бессмысленно измерять без калибровки, т.е. берём землю с того поля, где будем каждый час измерять, высушиваем при 105-120 С до постоянной массы, доводим водой до определённой влажности, измеряем величину сигнала...

[amik]

Есть подозрение впечатление, что ТС хочет разработать что-то новое, основанное на физико-химических принципах, а не использовать готовые решения. Боюсь, что его ждёт разочарование - существующие приемы точного определения влажности химиками всегда продолжительны и трудоемки. Помимо весового, одно титрование по Фишеру чего стоит
Физика и только физика т.е. прямая дорога на форум физиков, диэлектрическая проницаемость и подобные характеристики веществ это их епархия.
Есть, конечно, комбинированные варианты с пробоподготовкой, типа экстракции из образца почвы свободной воды безводным растворителем, но окончание так или иначе приборное.

[Evgen2]

В ашанах есть китайские поделия для дачников, якобы измеряющие влажность и pH почвы. ЕМНИП, рублей за 400. Если точность у них такая же, как у китайских pH-метров... хотя для дачи, наверное, лучше и не надо

собственно сам датчик из этой оперы http://www.chipdip.ru/product/troyka-so ... re-sensor/
Как оно работает видно тут https://youtu.be/apq1t6x4xyY датчик частично в воде, а "Soil is dry"... Соответственно, если запихивать в почву, вместо воды, то там еще более глючные показания. Мы пробовали, решили что даже для дачи оно никак.

[Evgen2]

Кондуктометрический, наверное, подходит больше - смотрите, например, TDR-100 или TDR-300. Только там точность измерения в целом ниже диэлькометрич., ну и чем более сухая почва, тем ниже точность измерения.

Спасибо, какая-то польза от общения уже есть. Эти дивайсы мы как-то не заметили, хотя по критерию стоимости оно явно не дешевое (в одном месте 92920, в другом - 66200руб

[Evgen2]

Боюсь, что его ждёт разочарование - существующие приемы точного определения влажности химиками всегда продолжительны и трудоемки.

Прошу заметить, что точного определения влажности в условиях не задано.

Есть подозрение впечатление, что ТС хочет разработать что-то новое, основанное на физико-химических принципах, а не использовать готовые решения.

Вообще-то первоначально тут хотелось задать вопрос: что за нафиг что такое мы тут намерили?
Берем обычный тестер=милливольтметр, с одинаковыми щупами=электродами, опускаем электроды в торф или в воду и...
Вот тут видео с животворящим торфом https://twitter.com/Evgen2/status/750631473380790272
Вот тут аналогичное с водой (прошу заметить - не святой, водопроводной) https://twitter.com/Evgen2/status/757884514676961280
Показания, если на видео плохо заметно - в милливольтах

Соответственно, если "брать готовое решение" за 150 или 400 рублей, которое измеряет сопротивление, то оно намеряет что угодно, вплоть до отрицательного сопротивления (обычный тестер, если им мерить сопротивление между электродами в воде, тоже может показать отрицательное сопротивление, в том числе, если поменять щупы местами)

Аналогичные, но немного менее эффектные чудеса можно наблюдать и при измерении ёмкости двух электродов, опушенных в святую структурированную воду или торф

[StYV]

Вот посмотрите такую статью, быть может поможет или новые мысли появляться.
Coumarin-decorated Schiff base hydrolysis as an efficient driving
force for the fluorescent detection of water in organic solvents
Won Young Kim,a, ‡ Hu Shi,b, ‡ Hyo Sung Jung,a, ‡ Daeheum Cho,b Peter Verwilst,a Jin Yong Lee,b,* and
Jong Seung Kima,*
DOI: 10.1039/C6CC04285F
С уважением StYV.

[MONSTA]

Это - тонкое издевательство???

[Evgen2]

Это - тонкое издевательство???

это практическая задача

[amik]

Про издевательство было не вам, а видимо предыдущему участнику разговора.

[Шуша]

Вообще-то первоначально тут хотелось задать вопрос: что за нафиг что такое мы тут намерили?
Берем обычный тестер=милливольтметр, с одинаковыми щупами=электродами...

Щупы таки одинаковые только с виду. Тут явная гальваническая пара имеет место быть. Напряжение будет зависеть от состава и концентрации электролита... и кучи других факторов. Например, даже от входного сопротивления Вашего тестера.
Зачем это шаманство нужно?
Дачников на деньги собираетесь разводить?

[Evgen2]

Щупы таки одинаковые только с виду. Тут явная гальваническая пара имеет место быть.

Так прямо себе и представляю китайцев, которые делают разные щупы для тестеров за сто рублей, ага.
Можно не с щупами повторить, можно с электродами, которые из одного куска металла изготовлены - эффект будет аналогичный.

Зачем это шаманство нужно?
Дачников на деньги собираетесь разводить?

Это не шаманство, это простой эксперимент, который повторить может каждый. А вот объяснить, похоже, не каждый химик может.
Есть и более сложные - тут предыстория http://electronix.ru/forum/index.php?sh ... 36266&st=0, тут красивые кривые http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=136365

[Любитель_Манниха]

Насколько я понимаю, имелось в виду как раз то, что дядюшка Ляо, делающий электроды за миску риса, не сильно заморачивается с идентичностью формы электродов, да и болванки, которые ему приносит дядюшка ХуСяо, тоже могут быть не сильно однородны по составу.

Да, и непонятно, почему китайский тестер за 100 р должен быть лучше китайской фигни для дачи за 400, показывающей сухость в воде.

Одни товарищи пихали электроды в говнище, ну pH-метр им и намерил отрицательный pH патамушта говнище было жырное и на электрод налипло. В химии всякие измерения с участием электродов имеют кучу ограничений и это неспроста. Ибо потенциалы электродов от чего только не зависят, это не электросхемы с проводниками из чистых металлов.

[antabu]

По-моему, датчик влажности не обязан соприкасаться с почвой, может быть защищён типа сеткой или тряпочкой и будет мерять влажность воздуха в равновесии с субстратом.

[amik]

Влажность воздуха в равновесии с субстратом никак не является мерилом Она (влажность воздуха) в закрытой равновесной системе будет 100%-ой, пока хватит влаги в субстрате для насыщения объёма парами воды. Скорость насыщения ещё как-то будет опосредованно зависеть от характеристик субстрата, но не более.