基于电导率对相对介电常数补偿的土壤含水率电容传感器标定方法

针对土壤含水率电容传感器检测精度低,标定模型对盐渍土壤的适用性不高等问题,提出基于电导率对相对介电常数补偿的含水率电容传感器标定法。在标准溶液中建立相对介电常数与传感器输出电压关系对数模型(R^(2)=0.983),进一步基于二元二次回归分析法,建立标准溶液电导率对相对介电常数补偿的相对介电常数与传感器输出电压及电导率的回归标定模型(R^(2)=0.979)。对传感器进行土壤含水率标定,建立土壤体积含水率与相对介电常数关系的三阶多项式标定模型(R^(2)=0.996)。对两步标定模型进行实测,结果表明:土壤电导率为0~2 dS/m时,体积含水率检测最大误差从未电导率补偿时0.0383 m^(3)/m^(3)降至电导率补偿后0.0127m^(3)/m^(3),最大相对误差从12.0200%降至6.2241%。结果表明,在不同电导率的同类土壤中,使用基于电导率对相对介电常数补偿的含水率传感器标定法能明显提高土壤含水率检测精度和对不同电导率土壤(黄土)的适用性。

滨海黏质盐渍土饱和泥浆与不同土水比土壤浸提液电导率的响应关系分析

为统一和精准判定耐盐作物种植地块的土壤盐渍化程度,并针对饱和泥浆制备时饱和点的不确定性及其电导率测定的不稳定性等问题,本试验采用室内化验与统计分析方法,系统研究饱和泥浆与饱和土壤溶液两者间含水量和电导率的响应关系,以及饱和泥浆电导率、全盐含量与土水比1∶0.5、1∶1、1∶2.5、1∶3.5、1∶5土壤浸提液电导率与全盐含量的响应和换算关系。结果表明:在滨海黏质盐渍土区,利用计算田间土壤孔隙度得到的饱和土壤溶液含水量、电导率不能直接代替饱和泥浆含水量、电导率,尽管二者的响应关系达到极显著水平;饱和泥浆电导率、全盐含量分别与土水比1∶1和1∶0.5土壤浸提液的数值差异最小,且与土水比1∶0.5~1∶5间各处理土壤浸提液的相应指标均呈极显著的响应关系;饱和泥浆电导率与土水比1∶5土壤浸提液的电导率、饱和泥浆全盐含量与土水比1∶1土壤浸提液全盐含量相关性最高,可分别用最佳拟合线性模型进行换算,模型分别为ECe(mS/cm)=5.406EC1∶5-0.284 4,TSe(g/kg)=0.836 4TS1∶1-0.135 9。

pH和电导率的在线校准仪

设计了一款应用于电厂水汽系统电导率及pH表检测仪表校准的pH和电导率的在线校准仪。本校准仪采用了计算型pH的检测方法,通过测量电导率间接测量pH值,可避免低电导率水pH测量干扰因素的影响。采用交流电阻箱,用数字电位器的方式实现交流电阻。通过自行设计数字的交流电阻箱模拟水中的电导率,用来对仪表进行校验。在线校准仪采用电脑端LabVIEW软件作为上位机控制软件,单片机为核心的嵌入式系统,可以实现采集、检测、二次表校准、数据处理和数据存储等功能控制。

EH4连续电导率仪在云南临清线小寨山隧道中的应用

近年来深埋隧道施工屡有发生突水、涌泥、坍塌,甚至发生人身安全事故,查明深埋隧道中存在的隐伏岩溶、断层、暗河等复杂工程地质问题尤为重要。文章以云南临清线小寨山隧道为例,介绍了EH4连续电导率仪在深埋隧道的工作原理及方法,并通过对左右幅探测结果与施工阶段开挖资料对比,得出EH4连续电导率仪探测结果与隧道开挖揭露地质情况十分吻合。EH4连续电导率仪的应用,不仅查清了该段隧道岩溶、断裂等发育情况,还查清了隧道的隐伏构造,为隧道的安全施工提供了技术支持。

基于电导率质量平衡法的基流分割方法研究

本研究通过综合运用电导率质量平衡法(CMB)、数字滤波法、ECK滤波法、HYSEP法以及BFI法对科罗拉多河流域的典型水文站点进行基流分割计算,并根据电导率质量平衡法的结果对其他的基流分割方法进行参数修正。结果表明:(1)以CMB法为标准,ECK滤波法和数字滤波法的结果比HYSEP法以及BFI法更为准确;(2)根据CMB法对其他方法进行参数修正,2个水文站修正后结果准确性分别提高了5%~40%和10%~50%;(3)综合评定最适合科罗拉多河流域的基流分割方法是经过CMB法参数修正后的ECK滤波法,2个水文站经过修正后的ECK法相较于CMB法结果的误差百分比分别为1.836%和2.506%。

秸秆还田对苏打盐碱土pH、电导率及玉米生长的影响

通过田间试验,分析玉米秸秆不同还田方式对苏打盐碱土pH、电导率及玉米生长的影响。结果表明,在作物整个生长阶段内,处理HCS与FCS中0~20 cm土壤pH均低于CK,但30~50 cm略高于CK;处理HCS与FCS中各层土壤EC均低于CK;相比CK,处理HCS与FCS玉米株高、茎粗、穗位高、穗长、穗粗均增加;二者产量分别比CK高6.70%和18.25%。综上,秸秆还田可有效减轻苏打盐碱土的碱害和盐害,促进玉米生长,提高产量,玉米秸秆还田量为1.2 t/hm^(2)的作用效果优于还田量为0.6 t/hm^(2)。

基于Wenner和Schlumberger双组态融合的土壤电导率测量装置

土壤电导率的准确、实时和原位获取可为农业生产精准管理提供有效的数据支撑,为提高传统电流-电压四端法测量精度,该研究基于电流-电压四端法3种测量组态,开展土壤电导率主要影响因素(土壤含水率、电极入土深度、土壤坚实度和土壤处理方式)对电流-电压四端法的3种测量组态测量精度影响的试验。结果表明,Wenner和Schlumberger两种测量组态可较好地适用于不同土壤环境条件。进一步以Wenner和Schlumberger两种测量组态所测土壤电导率值为输入量,基于BP神经网络构建了双组态融合的土壤电导率回归模型,并在此基础上设计了一种土壤电导率测量装置,该装置主要包括JESTON nano、STM32单片机数据采集模块、传感器、激励源及差分放大模块等组件。工作稳定性试验结果显示,该装置在不同土壤电导率梯度条件下测量数据的标准偏差均小于0.43μS/mm;田间性能对比试验结果显示,该装置测量数据的均方根误差值为0.18μS/mm,测量精度优于传统单独测量组态和市面常用土壤电导率测量仪,以上结果表明所研制的土壤电导率测量装置具有较好的工作稳定性和测量精度。该研究可为田间土壤信息的实时原位采集提供一种高精度的检测工具和技术手段。

饱和溶液电导率法在滨海高盐土壤水盐运移规律分析中的应用

分析海涂围垦区土壤水盐运移规律对改良滨海区域盐碱地有着重要意义。而在高盐土壤中实现含水率和可溶解盐分浓度的连续测量是掌握海涂围垦区土壤水盐运移规律的关键,因此以江苏如东海涂围垦试验区内的重度盐土为研究对象,利用耐盐度较好的土壤水分—盐分传感器连续监测土壤含水率、表观电导率变化,以土壤饱和溶液电导率(E_(C_(sat)))为盐分当量指标,分析受降雨、蒸发影响的水盐运移规律。结果表明,E_(C_(sat))可用以指示土壤中最大可溶解盐分含量。此外,土壤盐分在年内呈显著的季节性变化,即在冬季土壤中盐分较高,春季土壤脱盐,夏季土壤盐分波动剧烈,秋季土壤积盐明显。在蒸发和降雨过程中,E_(C_(sat))可有效指示不同埋深处土壤盐分的变化特征,结合土壤水分运移规律可直观佐证“盐随水走”的运移特征。

高岭土-砂土混合介质电导率预测模型适用性及误差评估

为提高电导率预测模型对岩土体结构性质的反演精度,以不同黏土质量分数的高岭土-砂土混合介质为研究对象,测定其在不同孔隙液下的电导率。根据参数获取途径,将现有电导率预测模型分为拟合模型和经验模型,通过拟合计算得到各模型的电导率预测值,与实测值对比并建立误差评估体系。研究结果表明:对于高岭土-砂土混合介质,拟合模型的电导率预测效果优于经验模型。在经验模型中,不同黏土质量分数下广义Archie模型的预测值均大于实测值,在使用广义Archie模型进行电导率预测时,需进行修正和调整;Waxman-Smits模型适用于预测低黏土质量分数下混合介质的电导率;修正的Archie模型对中等黏土质量分数下混合介质的电导率预测效果较好;Rhoades模型对高黏土质量分数下混合介质的电导率预测效果最佳。

基于电导率的多指标联合技术在蛋液组分检测中的应用

建立一种以电导率为主,盐度、总溶解性固体(total dissolved solids,TDS)、pH值、色泽为辅的多指标联合技术,实现蛋液新鲜度和调配比的快速、高效检测。结果表明:4℃贮藏0~45 d期间,蛋黄液和蛋清液电导率、盐度、TDS呈逐渐上升趋势,二者色泽指标及蛋黄液pH值均显著降低,而蛋清液pH值逐渐升高。检测蛋液新鲜度,发现电导率法检测蛋黄液和蛋清液的准确率分别为91%和89%,电导率协同检测准确率为94%,据此,首次建立了AA、A、B、C级的液蛋新鲜度标准。选定AA级液蛋,以电导率为主要指标,盐度、TDS和p H值为协同指标,检测调配比,通过实验测得电导率、盐度、TDS、p H值与调配蛋液中的蛋黄质量分数的线性拟合回归方程均具有极显著相关性,可根据回归方程检测未知调配比例蛋液,Exp Assoc模型显示模型平均相对误差为8.87%,具有高度可靠性。以此,本实验为调配蛋液检测(新鲜度、调配比)提供了理论依据,为液蛋工业生产加工提供了实际应用的参考。

荷斯坦牛产奶量、电导率及活动量影响因素分析

为探究荷斯坦牛不同挤奶班次、胎次、产犊季节和泌乳月等因素对奶牛产奶量、电导率和活动量的影响,本研究收集江苏某大型奶牛场2021年5月—2022年6月8 123头健康泌乳荷斯坦牛不同班次产奶记录与牛只信息共3 015 413条,使用一般线性模型分析不同因素对牛只产奶量、电导率、活动量的影响。结果表明:荷斯坦牛各挤奶班次平均产奶量、电导率和活动量分别为11.66±3.78 kg、9.51±0.79μS/cm和204.00±45.71步/h;不同班次、胎次、产犊季节和泌乳月等因素对产奶量、电导率、活动量均有极显著影响;不同班次间产奶量、电导率、活动量呈极显著正相关,早、中、晚班产奶量间相关系数均大于0.8;产奶量与电导率、活动量呈极显著负相关。综上,挤奶班次、胎次、产犊季节和泌乳月对荷斯坦牛产奶量、电导率和活动量均有极显著影响,本研究结果为改善江苏地区规模化牛场的饲养管理提供了参考。

基于磁声耦合效应的电导率重建方法研究综述

介绍了基于磁声耦合效应的磁声层析成像(magneto-acoustic tomography,MAT)和磁声电层析成像(magneto-acousto-electrical tomography,MAET)2类电导率成像方法的正问题与逆问题的理论基础,综述了不同成像策略的电导率重建方法的研究进展,分析了基于磁声耦合效应的电导率重建方法在声源模型构建、重建算法和成像速度等方面存在的问题,并展望了未来的发展方向。

巯基改性AgNWs用于提升AgNWs/聚乙烯醇/硼砂水凝胶电导率

银纳米线(AgNWs)有着优异的导电性、可弯曲性和较大的长径比等性能,广泛应用在柔性电子器件领域。然而,银纳米线之间高的接触电阻和在基体中较差的分散性会极大地降低其导电网络地电导率。首先通过多元醇法成功合成了AgNWs,其平均长度为79.44μm,平均直径为102.29 nm。然后利用S跟Ag之间地强配位作用,采用含有-SH和-OH的改性剂对AgNWs表面进行改性,研究其在水凝胶中的分散性以及对水凝胶电导率的贡献。研究结果表明,采用硫代甘油(MPD)改性剂对AgNWs改性的效果最佳。当MPD的乙醇分散液(5 mM)与AgNWs的乙醇分散液(2 mg/m L)体积比为1∶1时,改性剂在AgNWs表面分布相对均匀,没有出现大面积的团聚现象。将改性的AgNWs加入到聚乙烯醇(PVA)/硼砂水凝胶中,当添加量为0.04%时,水凝胶电导率为0.858 S/m,相比于未改性AgNWs的PVA/硼砂水凝胶电导率提高了94%。

利用光电效应实验仪测量液体折射率、电导率

以简化实验步骤作为出发点,利用光电效应实验仪测量液体折射率、电导率。结合液体不同物理性质之间的关系,测量同种液体不同浓度时光电流的大小。借助Origin软件拟合光电流与液体折射率、电导率的定标曲线方程。将所测的光电流的大小代入即可计算出液体折射率与电导率。

石榴石Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固态电解质电导率优化策略研究进展

近几年,应用碳材料负极和有机电解液的液态锂离子电池(LIBs)的弊端日益凸显,电解液泄漏和过热燃烧等安全事故频发。另外,传统的LIBs也无法满足当今社会对高能量密度电池的需求。由于上述LIBs存在的诸多缺点,市场急需开发兼顾高能量密度与高安全性能的新型电池,现已发现可通过引入固态电解质的途径来实现。固态锂电池(SSLBs)相较于传统的LIBs,具有较高的能量密度、较宽的工作温度范围和更高的安全性。其中,固态电解质作为固态电池的重要元件之一,对电池性能的影响至关重要。石榴石Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)凭借其高锂离子电导率(1×10^(-4)~1×10^(-3)S/cm)、宽电化学窗口(9 V)以及对锂负极的高稳定性等优点,在众多固态电解质中脱颖而出。本综述就提高石榴石基电解质锂离子电导率的研究予以总结:首先,介绍了Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)晶体结构并分析了结构与电导率之间的关系;然后,综述了几种提高电导率的方法,包括引入掺杂离子、改进烧结技术和添加烧结助剂等;最后,提出了石榴石基固态电池的未来发展的挑战,为固态电解质相关研究提供参考。

基于药液电导率特性的植保机械在线混药系统设计与试验

针对传统喷雾机械普遍采用人工预混药方式,对作业人员危害大、配比误差大、农药浪费等问题,设计一种基于药液电导率特性的在线混药系统,实现即混即施和混药比的精准控制。选用草甘膦农药为试验对象,通过标定试验获取草甘膦混药比与电导率值之间的关系;选用可编程逻辑控制器(LK3 U-14)为控制单元,设计药液浓度监测系统和控制系统。试验结果表明:草甘膦溶液混药比和电导率呈线性比例关系,决定系数为0.9985;系统混药比相对误差在±5%区间,混药比时间变异系数<5%,满足喷雾作业要求。

电导率作为排水管道水质特征指标的潜力分析

水质在线监测是推进排水管道实时分析与动态管理的重要基础。由于监测便捷、成本较低,电导率已被广泛应用于水环境日常监测与水处理效果分析等领域。文章综述了电导率在指示各类水质污染中的应用情况,发现排水系统中的电导率特征主要受排入的雨水及污水中离子含量变化的影响;综合分析排水管道水质特性与安装条件以及电导率测量原理后发现,以电磁法为测量原理的电导率在线监测设备具有更好的适用性,其测量的稳定性和设备的耐受性也要远高于其他化学指标;基于雨污混合试验,发现电导率可以灵敏地反馈不同的雨污混合比。综上,电导率作为排水管道的水质特征初筛指标具有显著优势,但仍需在属地特征方面做好前期研究工作。

低耦合电磁式电导率测量系统的传感器优化设计

针对电磁式电导率传感器在低电导率测量下的优化设计问题,分析了电磁式电导率传感器的工作原理并构建了物理模型,考虑激励信号参数、磁芯尺寸、磁芯间距、激励线圈匝数和接收线圈匝数对输出电压的影响,改进现有的电磁式电导率测量模型,同时考虑激励频率的多重性,即激励频率直接影响输出电压,又通过磁致伸缩效应改变磁芯磁导率来影响输出电压。采用实验与理论相对比的方法,对频率、间距、匝数等主要参数进行理论分析,得知存在最佳频率段使得输出电压不随频率的波动产生较大的变化,通过改变间距降低两个磁芯间的耦合电压,提高有效信号占比,实现更高的精确度。并通过实验验证证明了理论模型的准确性。采用优化后的参数来设计电导率探头,配置了电导率标准液用于数据拟合,与德国宝德电导率仪进行对比实验,计算Pearson相关系数,证明了优化模型的准确性与高可靠性。

有机肥料及其原料可溶性盐电导率测定方法的研究

为考察不同检测环境和条件对有机肥料及其生产原料的可溶性盐电导率(EC)测定结果的影响,选用不同类型的有机肥料及其生产原料开展了试验研究。结果表明:样品称样量与EC值测定结果呈线性正相关,对EC值的测定影响最大;样品浸提温度和浸提液分离方法对EC值的测定无显著影响;振荡时间和样品浸提液放置时间对EC值的测定有显著影响,但处理间极差和相对极差较小。测定有机肥料及其生产原料EC值的条件:称样量为5.0~10.0 g,振荡时间为30~60 min,浸提液分离方式可根据实际情况选择滤纸过滤或离心分离,测定时的环境温度为25℃,样品浸提后静置30 min检测。

单线圈磁谐振式海水电导率测量模型分析

针对咸潮等海水低电导率环境的测量,本文提出了一种基于磁谐振和电涡流技术的单线圈测量模型。建立了适用于单线圈磁谐振的海水涡流等效耦合电路模型,从理论上分析了涡流损耗对电路参数的具体影响,采用理论与仿真对比的方式,分析了串联、并联两种谐振方式对海水电导率测量效果的影响,证明了并联负载电压虚部变化较串联时更加稳定。搭建单线圈海水电导率测量系统进行了实验室试验,试验结果表明,回路谐振对海水涡流具有明显的增强效应,谐振时负载电压随电导率增长而呈线性变化,且并联谐振方式在测量中效果优于串联谐振方式。磁谐振式单线圈模型具备海水电导率测量的可行性,在低电导率、非接触式传感器方向具有良好的发展前景。