静電容量プローブ

静電容量センサー(または誘電センサー)は、静電容量を使用して周囲の媒体の誘電 率を測定します。構成は、 PVC製のアクセス チューブが土壌に設置される中性子プローブに似ています。プローブはモジュール式 (櫛状) にして、ロガーに接続することもできます。センシング ヘッドは発振器回路で構成され、周波​​数は環状電極、フリンジ効果コンデンサ、および土壌の誘電率によって決まります。各コンデンサ センサーは、アクセス チューブの上部から少し離れた回路基板に取り付けられた 2 つの金属リングで構成されています。これらのリングは 1 対の電極で、土壌がその間の誘電体として機能し、コンデンサのプレートを形成します。プレートは、インダクタとコンデンサで構成される発振器に接続されています。振動する電界は 2 つのリング間に生成され、アクセス チューブの壁を通って土壌媒体に広がります。コンデンサと発振器は回路を形成し、動作周波数の変化によって周囲の媒体の誘電率の変化が検出されます。静電容量センサーは、自由空気中のアクセス チューブ内で 100 MHz を超える周波数で振動するように設計されています。センサーの出力は、土壌の水分レベルによる土壌の静電容量の周波数応答です。

• このようなデバイスの用途の 1 つは、土壌の水分含有量の測定です。土壌の総体積に占める水の量は、土壌の誘電率に最も大きく影響します。水の誘電率 (80) は、土壌の他の成分 (鉱物土壌: 4、有機物: 4、空気: 1) よりもはるかに大きいためです。土壌内の水の量が変化すると、プローブは、水分含有量の変化と直接相関する誘電率の変化による静電容量の変化を測定します。静電容量センサーは現在、世界中の農業における灌漑計画に広く使用されています。 ^[要出典]
• 複合材料の硬化モニタリング: 誘電センサーまたは静電容量センサーは、センサー表面の特定の深さにおける熱硬化性 樹脂および複合材料マトリックスの電気的応答を測定するために使用されます。これらのセンサーの使用に関連する主要なモデルは、電界モデルです。電界内の材料の電気的特性と測定値 (つまり静電容量) の対応は、誘電センサーからの読み取り値を解釈する上で基本となります。^{[引用が必要]}
• ターボ機械試験における先端クリアランスの測定。^[1]
• 静電容量センサーは、ホッパーやサイロなどの構造物内の固体材料のレベルを測定するためにも使用できます。

• 周波数領域センサー

• Dane JH、Topp GC、共同編集者 2002。「土壌分析法 パート 4 - 物理的方法」米国土壌科学協会、ウィスコンシン州マディソン。
• Czarnomski NM、Moore GW、Pypker TG、Licata J. 2005.「太平洋岸北西部の 2 つの森林土壌の土壌水分含有量を測定するための 3 つの代替機器の精度と正確さ」。Canadian Journal of Forest Research 35、8、1867ページ。