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土壤pH传感器

土壤pH传感器是用来检测土壤pH值的仪器。在实际工作中,土壤pH传感器很好的解决了传统土壤pH测量需要配备专业显示仪表、标定繁琐、集成难度大、功耗大、价格昂贵、携带困难等缺点。可广泛应用于土壤酸碱度的检测或精细农业、林业、地质勘探、植物培育、水利、环保等领域酸碱度的测量。

工作原理:

土壤pH传感器也叫土壤原位pH记录仪,是由金属传感器和功能数值切换装置组合而成。金属传感器做为核心的硬件系统,检测时电极(传感器)直接与土壤接触,利用化学反应中的氧化还原反应,会产生的电流,而电流数值的大小会驱动电流表所对应的不同pH值单元数据,通过主机转换,以数值的形式将结果展现给我们。

测量区域及测定范围:

土壤PH传感器的测量区域一般为:以两探针中央为中心,直径为125px的与探针等高的圆柱体内。

测量范围一般为:pH=3-8pH,湿度=10%-80%。

如何选择土壤pH传感器?

一、注意土壤pH传感器的测量精度:测量过程中总不可避免会出现测量误差,为了使测量结果准确可靠,要尽量减少误差,选择测量精度高的产品。

二、注意土壤pH传感器的灵敏程度:灵敏度是一种响应量变化程度,自然越高越好。

三、注意土壤pH传感器的材质质量:材质质量是土壤ph传感器使用寿命的保障之一,采用严格的制造工艺对整个机身进行防水防尘处理,可以保证元器件稳定监测。

四、注意土壤pH传感器的防护等级:IP是Ingress Protection的缩写,即防护等级。IP防护等级系统提供了一个以电器设备和包装的防尘、防水和防碰撞程度为标准来对产品进行分类的方法,多以IP后跟随两个数字来表述,数字就是用来明确防护的等级。一个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级,第二个数字表示电器防湿气、防水浸入的密闭程度,数字越大表示其防护等级越高。

五、注意土壤ph传感器的探针:探针需要插入土壤中与土壤进行直接接触,选耐用的。例如选用不锈钢作为原料,可以防锈、不电解、耐盐碱腐蚀,同时还适用各种土质。

六、使用要方便:选择这类产品时选用门槛低使用步骤简单的,可以进行快速测量,也不需要使用试剂,也不限检测次数的。

*土壤pH传感器的成本较低,如若单独选择土壤pH传感器的价格通常在几十元左右,如果想在传感器上再加温湿度、土壤ec值等参数,价格通常在几百~上千元不等,参数越多价格越高。

测量方法:

一、速测法:选定需要测量的地块,把表层土抛开到需测量的深度,避开坚硬物体,将钢针垂直插入土壤中。用这种方法测量土壤PH值时,需在被测土地得不同的位置进行多次测量,计算出平均值。

土壤pH传感器1.png

二、埋地测量法:先挖一个直径>20cm的深坑,在既定的深度将钢针水平插入坑壁,之后将坑填埋严实,稳定一段时间后,即可对土壤PH值进行长时间的测量。

土壤pH传感器2.png

土壤PH值传感器安装要点:

1.检测时,将金属探针前端插入松软土壤之中。

2.如果土壤过硬,则需要预先打好稍小于探针的小孔,不能强行插入,传感器背后不能用硬物敲击。

3.当使用完拔出泥土的时候,需要握住黑色外壳拔出,而不能直接拉通讯线,并且要及时的将探针擦拭干净,套上保护套,避免金属膜损坏。

维护保养:

1、仪器的输入端必须保持干燥清洁,防止灰尘及水汽侵入;

2、应避免将电极长期浸在蛋白质溶液和酸性氟化物溶液中,避免与有机硅油接触;

3、电极长期使用后,如发现斜率略有降低,可将电极下端浸泡在4%HF溶液(氢氟酸)中3~5秒,然后用蒸馏水洗净,再用0.1mol/L盐酸浸泡,使电极复新;

4、为使测量更精确,须经常对电极进行标定以及用蒸馏水清洗;

5、变送器应安置于干燥环境或控制箱内,避免因水滴溅射或受潮引起仪表漏电或测量误差。

调节土壤酸碱度方法:

1.酸性土壤的改良经常使用石灰,达到中和活性酸、潜性酸来达到改良土壤结构的目的,也可用紫色页岩分、粉煤灰、草木灰等。

2.中性和石灰性土壤的人工酸化,陆地花卉可用硫磺粉(50g/ m)或硫酸亚铁(150g/m),可降低0.5~1个PH单位,也可用矾肥水浇制。

3.碱性土壤施用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺粉、酸性风化煤。

常见问题:

一、如何在家里检验土壤pH传感器的准确性?

答:准备若干份土壤样品,用水浸提或用中性盐溶液浸提(如酸性土壤可用1mol/l氯化钾溶液;中性和碱性土壤可用0.0lmol/l氯化钙溶液浸提)。水土比一般为2.5:1;盐碱土水土比5:1;泥炭为10:1。经充分搅拌,平衡30min,用土壤pH传感器测定。

1、试剂配制:

①ph4.01标准缓冲溶液:将l 0.21g苯二甲酸氢钾(khc8h4o4,分析纯,105℃烘干)溶于1000m1蒸馏水中。

②ph6.87标准缓冲溶液:将3.39g磷酸二氢钾(kh2po4,分析纯,45℃烘干)和3.53g无水磷酸氢二钠(na2hp4,分析纯,45℃烘干)溶于1000m1蒸馏水中。

③ph9.18标准缓冲溶液:称取3.80g硼砂(na2b4o7·10h2o溶于1000ml煮沸冷却的蒸馏水中。装瓶密封保存。

④1mol/l氯化钾溶液:将74.6g氯化钾(kcl,分析纯)溶于1000m1蒸馏水中。该溶液的ph值为5.5-6.0

⑤0.01mol/l氯化钙溶液:将147.02g氯化钙(cacl2·2h2o,分析纯)溶于1000ml蒸馏水中,即1mol/l氯化钙溶液。取l 0ml 1mol/l氯化钙溶液于500ml烧杯中,加入500ml蒸馏水,滴加氢氧化钙或盐酸溶液调节ph=6,然后用蒸馏水定容至1000ml,即0.01mol/l氯化钙溶液。

2、样品处理:

 将土壤样品风干磨细过2mm筛,称取10.0g样品于50ml烧杯中,加入25ml无二氧化碳的蒸馏水或1mol/l氯化钾溶液(酸性土壤),或0.01mol/l氯化钙溶液(中性和碱性土壤),用玻璃棒剧烈搅拌1-2min,静置30min,以备测定。此时应注意实验室氨气和挥发性酸雾的影响。

3、测定:

按仪器说明书土壤pH传感器,选择与土壤浸提液ph值接近的ph标准缓冲溶液(酸性的用ph4.01缓冲溶液,中性的用ph6.87缓冲溶液,碱性的用ph9.18缓冲溶液)作为标准,校正仪器指示的ph值与标准值一致。将土壤pH传感器的复合电极(或ph玻璃电极和甘汞标准电极)插入土壤浸提液中,轻轻转动烧杯,读出ph值。每份样品测定后,用蒸馏水冲洗电极,并用滤纸将水吸干。

4、计算:

土壤pH传感器读出的ph值。

5、备注:

1.分析精度0.1ph值,但精密的ph计可准至0.02ph单位,并使用温度补偿。

2.土壤样品不要磨得过细,以2mm筛为宜。磨好的样品如果不能马上测定,应装瓶密封保存,以防的空气中的氨气和挥发性酸影响。电极插入土壤浸提液后轻轻转动烧杯是必要的,可加速平衡时间,这对于缓冲性较弱或ph较高的土壤尤为重要。若用标准甘汞电极作参比电极时,一定要插在上部溶液中,以减少误差。

二、数据传输有哪些方案?

答:①设备可通过环境监控主机连接到环境监控云平台,实现手机、电脑、平板随时随地检测②设备可外接网络变送器,将数据上传至环境监控云平台,实现手机、电脑、平板随时随地检测③设备可通过485转usb模板上传到客户自备上位机软件实现实时监控④设备可通过用户自备485转IC/232模块上传到单机片或PLC实现数据查看。

三、土壤pH值的重要性?

答:土壤过酸或过碱都是限制植物生长及品质的重要因素,大多数的植物均不耐过酸或过碱的土壤。因此,了解土壤的酸碱度和湿度是相当重要的。

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