Måling af jordfugt, termisk sensor

Jordfugt kan måles på flere måder: elektrisk modstand, dielektrisk kapacitans, højfrekvent ledningsevne og enkelte andre. Jordens varmekapacitet og varmeledningsevne er stærkt korreleret med vandindholdet og kan bruges til at måle vandindholdet, men så vidt jeg har kunnet finde ud af er der kun eet fabrikat, der bruger metoden med termisk sensor, og det er hundedyrt.

Så derfor skulle jeg selvfølgelig prøve selv at lave noget.

Sensoren

Sensoren består af en stump vandrør med et 5 Watt varmelegeme i den ene ende og 2 stk. DS18B20 digitale varmesensorer i midten og den anden ende af røret. Komponenterne er støbt på plads med Plasticpadding, det er røret også lukket med og det hele er dyppet 2 gange i maling.

Resultatet ser alvorligt ud, men er altså helt uskyldigt.

 

IMG_7838

 

Afprøvning

En 5 liter plasturtepotte blev fyldt med lufttør spagnum og røret blev placeret midt i – alle dele blev vejet hver for sig. Der blev lavet en måling, se næste afsnit, og potten blev stillet i en spand, der i løbet af dagen blev fyldt med vand, så der ikke blev indeklemt luft i spagnum’en. Derefter blev der lavet en måling i vandmættet spagnum og herefter hver dag efterhånden som spagnum’en tørrede – ved hver måling blev potten vejet, så vandindholdet kunne beregnes.

Målinger blev lavet med en Seeduino Mega mikroprocessor, der blev programmeret til at måle med 30 sekunders mellemrum. Målinger blev overført til en bærbar via seriel kommunikation. Efter indledende målinger blev varmelegemet tændt i 2 minutter med 12 volt.

Resultater

På kurven ses en af målingerne, ved 65% vandindhold. Temperaturstigningen nær varmelegemet med rødt, temperaturstigningen i den anden ende af røret med blåt og tænding af varmen med grønt. Jeg har snydt med kommaet, temperaturstigningen er altså ikke 850 grader, men 8,50.

Man kan gøre meget med sådanne data, hvor stor er temperaturstigningen, forskellen mellem de 2 temperaturer og faldet i temperatur. Det bedste resultat ligger i hældningskoefficienten i den første, lineære del af afkølingen.


Termisk graf 2

Den korte historie er, at det er ikke følsomt nok til at man kan måle jordfugt, ikke i denne udformning.

En løsning kunne være at kombinere varmelegeme og temperaturmåler – altså finde et metal, der har en stor elektrisk modstand, men også en stor temperaturkoefficient. Her kunne jern være en løsning, en meget tynd, isoleret jerntråd på 1-2 meter, hvor der først varmes og bagefter måles afkøling. Det ville også være en billig løsning, men det jerntråd, jeg har målt på, er alt for tykt til at kunne bruges.

Så efter at have tørret øjnene kan jeg se, at jeg har fået lavet en rigtig god føler til at måle jordtemperatur………

 

 

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *