캐패시턴스 프로브

캐패시턴스 센서(또는 유전 센서)는 캐패시턴스를 사용하여 주변 매체의 유전 허용률을 측정한다. 이 구성은 토양에 PVC로 만들어진 액세스 튜브가 설치되는 중성자 프로브와 같다. 프로브는 모듈식(콤브식)이 가능하고 로거에 연결될 수 있다. 감지 헤드는 오실레이터 회로로 구성되며 주파수는 환형 전극, 프린지 효과 캐패시터 및 토양의 유전 상수로 결정된다. 각 콘덴서 센서는 액세스 튜브 상단에서 어느 정도 떨어진 회로 기판에 장착된 두 개의 금속 링으로 구성된다. 이 링은 한 쌍의 전극으로, 그 사이에 유전체 역할을 하는 토양이 있는 콘덴서의 판을 형성한다. 플레이트는 인덕터와 콘덴서로 구성된 오실레이터에 연결된다. 진동 전기장은 두 링 사이에서 생성되며 액세스 튜브의 벽을 통해 토양 매질 안으로 확장된다. 콘덴서와 오실레이터가 회로를 형성하며, 작동 주파수의 변화에 의해 주변 매체의 유전 상수 변화가 감지된다. 캐패시턴스 센서는 자유 공기에서 액세스 튜브 내부에서 100MHz를 초과하여 진동하도록 설계되어 있다. 센서의 출력은 토양 수분 레벨로 인한 토양의 캐패시턴스의 주파수 응답이다.

적용들

• 그러한 장치에 대한 한 가지 적용은 토양의 수분 함량을 측정하는 것인데, 토양의 총 부피에서의 물의 부피는 토양의 유전적 허용성에 가장 큰 영향을 미친다. 왜냐하면 물의 유전체(80)가 토양의 다른 성분(자연 토양: 4, 유기 물질: 4, 공기: 1)보다 훨씬 크기 때문이다. 토양의 물의 양이 변화하면 탐침은 수분의 변화와 직접 상관할 수 있는 유전적 허용성의 변화에 따른 정전용량 변화를 측정한다. 캐패시턴스 센서는 현재 전 세계 농업에서 관개 일정에 널리 사용되고 있다.^{[citation needed]}
• 복합 재료의 치료 모니터링: 유전체 또는 캐패시턴스 센서는 센서 표면의 지정된 깊이에서 복합 재료의 열전 수지 및 행렬의 전기적 반응을 측정하는 데 사용된다. 이러한 센서의 사용에 관련된 핵심 모델은 전기장 모델이다. 현장 내 소재의 전기적 특성과 측정(예: 캐패시턴스) 간의 대응은 유전 센서의 판독값을 해석하는 데 있어 기본적이다.^{[citation needed]}
• 터보모터 테스트의 팁 간극 측정.^[1]
• 또한 캐패시턴스 센서는 호퍼나 사일로와 같은 구조에서 일부 고체 물질의 수준 측정에 사용될 수 있다.

참고 항목

주파수 영역 센서

참조

• Dane J.H. Topp G.C., 2002년 공동편집자. "토양 분석 방법 제4부-물리적 방법" 미국 토양 과학 협회 위스콘신 주 매디슨.
• Czarnomski N.M, Moore G.W, Pypker T.G, Licata J. 2005. "태평양 북서쪽 두 숲 토양의 토양에서 토양수 함량을 측정하기 위한 세 가지 대체 기구의 정밀도와 정확도" 캐나다 숲 연구 저널 35, 8 페이지 1867.