无土栽培营养液多离子浓度检测系统
在设施农业栽培生产中，离子浓度检测是实现种植作物栽培营养液优化调控和管理的先决条件。离子选择电极是20世纪70年代在分析化学领域出现的一个崭新分支，由于它独特的优势，为实现无土栽培营养液多离子浓度检测提供了有效手段。但是在实际离子浓度检测过程中，干扰离子对检测精度影响很大，且相近的离子之间会产生交叉敏感使得检测精度大大降低，传统方法解决上述问题时，难以兼顾实时性和准确性，操作程序繁琐，精度较差，严重制约了离子选择电极在设施农业栽培中的应用。 本研究以设施农业无土栽培生产中营养液为研究对象，首先通过对多离子浓度测量及离子选择电极性能理论分析，研究了基于离子选择电极的多离子浓度检测方法，建立多离子浓度检测步骤和试验方法；然后通过对交叉敏感效应产生机理分析，提出了一种基于CART树回归算法的交叉敏感自动校正方法，利用CART树回归在解决多特征数据的复杂相互影响的优势，将CART树回归算法在全局拟合误差判定进行了改进，建立了交叉敏感校正模型，离子选择电极的交叉敏感校正实验分析表明，钾离子选择电极的检测相对误差从27.5％降至5.25%，实验验证了本校正方法是有效的；最后以单片机为控制核心，离子选择电极为传感器，触摸屏为人机交互界面，设计了信号处理电路，研制了无土栽培营养液多离子浓度检测实验系统。测试实验结果表明，钠离子浓度检测的平均相对误差为5.44%，钾离子浓度检测的平均相对误差为6.01%，硝酸根离子浓度检测的平均相对误差为5.17%。交叉敏感效应对检测精度的影响的得到明显的改善，基本实现了营养液多离子浓度实时检测，有利于促进设施农业栽培生产自动化调控和管理。
设施农业;无土栽培;营养液;多离子浓度检测
江苏大学
硕士
测试计量技术及仪器
张西良
2016
中文
S312
77
2016-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）