水培营养液NO_3~--N浓度在线标测系统构建与验证

针对目前氮素浓度检测技术中电极标定过程与离子检测过程分离,难以实现在线检测的问题,建立了一套基于双传感器冗余控制的水培营养液NO_3~-N浓度在线标测系统。系统的标定过程,利用丝杠滑块线性导轨完成电极清洗和标准液电压获取,并采用最小二乘法,辨识所采集电压与离子浓度对数之间标准曲线的参数;系统的检测过程,基于最大误差原理,采用双传感器冗余控制方法进行数据融合和标定决策,最终实现NO_3~-N浓度的连续在线检测。验证试验结果表明:双传感器冗余控制方法可靠;在线检测值与离子色谱法获得的实验室检测值平均相对误差仅为5.64%,平均绝对误差也只有1.172×10~(-5),二者呈现极显著线性相关关系(P0.01)。综合分析,该系统能够实现营养液连续消耗情况下,NO_3~-N浓度的在线检测,其结果不仅与实验室检测值具有较好的一致性,而且解决了人为手工标定电极费时费工的问题,提高了检测效率,为营养液的精细化管理提供了新的技术手段。