發(fā)布時間：2020-12-03 05:55

　　土壤酸堿度是土壤的重要參數(shù)之一,直接影響植物的生長發(fā)育。論文設(shè)計了一種土壤pH值實(shí)時檢測系統(tǒng),并針對土壤pH值測量過程中受土壤含水率和溫度影響大的問題,設(shè)計了相應(yīng)的補(bǔ)償方案。論文綜合分析土壤pH值、含水率以及溫度的測量方法與原理,結(jié)合測量精度、實(shí)時性和便捷性,選擇出最適合本文的方法。根據(jù)不同的測量方法設(shè)計對應(yīng)的檢測模塊電路,通過合理分布電路和分時供電消除模塊間的電磁干擾,結(jié)合硬件需求和兼容性設(shè)計采集電路,構(gòu)成完整的硬件系統(tǒng)。配合硬件系統(tǒng)設(shè)計了一套軟件程序,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲及通訊等功能。同時,利用最小二乘法對土壤pH值和土壤含水率、溫度的測量結(jié)果進(jìn)行線性分析,得到補(bǔ)償模型,以此模型設(shè)計算法補(bǔ)償土壤pH值的測量誤差。針對硬件系統(tǒng)的性能,設(shè)計了一系列試驗(yàn),包括標(biāo)定對比試驗(yàn)、穩(wěn)定性試驗(yàn)、水分閾值試驗(yàn)和誤差補(bǔ)償試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,與市場產(chǎn)品ZD-18型土壤酸度計、HYSWR-ARC-12V型土壤含水率傳感器、水銀溫度計對比研究得出,3項(xiàng)指標(biāo)線性擬合決定系數(shù)均達(dá)到0.99以上,證明本系統(tǒng)性能與成型產(chǎn)品相當(dāng);為了確保土壤pH值測量在自然環(huán)境下的適用性,同時探索了其使用過程中土壤含水率的閾值與... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１滴定法示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｉｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ??

方法的基礎(chǔ)上，更為先進(jìn)的光纖ｐＨ值檢測法問世。上，通過檢測指示劑的光吸收或反射變化來確定被類似，關(guān)鍵技術(shù)是將指示劑固定在光纖的一端上，溶液ｐＨ值，而不是肉眼觀察比對。這類方法適用件有一定的要求。??術(shù)的快速發(fā)展，很多高新技術(shù)也引入了光纖ｐＨ值體共振、模式濾光檢測等，這些技術(shù)在檢測過程中便攜性（陳鑫、顧錚，２０１１）。??感場效應(yīng)管電極法??效應(yīng)管電極法（丨ＳＦＥＴ）是上世紀(jì)７０年代，由學(xué)者Ｈ值測量方法（Ｂｅｒｇｖｅｌｄ，１９７０）。這種方法的原理離子敏感的薄膜，在測量時，離子敏感膜與被測溶電勢，然后根據(jù)Ｎｅｍｓｔ方程建立此電勢轉(zhuǎn)與特定度。當(dāng)離子敏感膜的敏感對象為Ｈ?＋時，離子敏感

早期玻璃電極和甘汞電極體積較大，一般用于例如污水ｐＨ值測量等固定測量的??情況，經(jīng)過幾十年的技術(shù)發(fā)展，目前常用的基于玻璃電極法的ｐＨ測量儀器己經(jīng)將玻??璃電極和參比電極集成至一個探頭中，如圖２．３所示。??目前的技術(shù)工藝己經(jīng)基本解決了舊式玻璃電極測量法的傳輸誤差、干擾誤差大的??問題，但是玻璃電極還存在其他問題。探頭比較脆弱，難以用于惡劣環(huán)境測量；而在??玻璃電極測量后，表面殘留的化學(xué)物質(zhì)易形成隔絕層，嚴(yán)重影響電極的測量精度，所??以需要頻繁清理探頭。??ｋ?Ｉ．．：．．．．：．??圖２．３玻璃電極實(shí)物圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｇｌａｓｓ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??２．１．２．５金屬電極法??金屬電極法中使用最為廣泛的是銻－氧化銻電極（簡稱銻電極），因此以銻電極為??例介紹金屬電極法。??銻電極由高純度電解銻的反應(yīng)電極和參比電極兩部分組成，如圖２．４所示。??１?Ｋ￣?Ａ?Ｅ＼?—＾?２??／?！?ｊ／??１：參比電極?２：銻－氧化銻電極??圖２．４銻電極探針示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｐｒｏｂｅ??銻（Ｓｂ）在空氣中性狀穩(wěn)定，其難溶于水，但會和水起微量化學(xué)反應(yīng)。銻電極與??被測溶液接觸后，會在其表面形成一層氧化銻（Ｓｂ２０３）薄膜，Ｓｂ與Ｓｂ２０３之間會形??成電位差，其大小取決于Ｓｂ２０３的濃度，而Ｓｂ２０３的濃度又與被測溶液中的Ｈ＋濃度相??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]熱探針方法測量土壤水熱特性的改進(jìn)研究[D]. 溫敏敏.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]銥氧化物pH電極制備、響應(yīng)機(jī)理及其應(yīng)用研究[D]. 黃菲菲.北京科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]土壤多參數(shù)復(fù)合傳感器的研究與系統(tǒng)開發(fā)[D]. 李寧.北京林業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：2896095