[发明专利]一种温室作物氮钾测量微电极及氮钾测量方法

权利要求书

1.一种温室作物氮钾测量微电极，具有一根多管微玻璃管（4），多管微玻璃管（4）是由四根微玻璃管轴向平行地紧密形成，下端拉制成锥形，其特征是：多管微玻璃管（4）的第一、第三、第四根微玻璃管内的下端锥端处分别充有硝酸根离子敏感剂（1）、铵根离子敏感剂（2）、钾离子敏感剂（3），第二根微玻璃管内整个充有参比内充液（6），硝酸根离子敏感剂（1）、铵根离子敏感剂（2）、钾离子敏感剂（3）上部液面相连地分别充有硝酸根离子内充液（5）、铵根离子内充液（7）、钾离子内充液（8）；硝酸根离子内充液（5）、参比内充液（6）、铵根离子内充液（7）、钾离子内充液（8）中分别插有硝酸根离子信号线（9）、参比信号线（10）、铵根离子信号线（11）、钾离子信号线（12）；各所述信号线分别从多管微玻璃管（4）外部伸入且通过密封胶（13）固定连接多管微玻璃管（4）的上口；硝酸根离子信号线（9）、铵根离子信号线（11）、钾离子信号线（12）分别连接高阻微电极放大器第二通道输入端，参比信号线（10）连接同一台高阻微电极放大器第一通道输入端。

2.根据权利要求1所述的一种温室作物氮钾测量微电极，其特征是：硝酸根离子敏感剂（1）、铵根离子敏感剂（2）、钾离子敏感剂（3）的液柱长均是0.1mm～1mm，硝酸根离子内充液（5）、铵根离子内充液（7）、钾离子内充液（8）的液柱长度均是5mm～30mm，参比内充液（6）的液柱长度是5mm～31mm。

3.根据权利要求1所述的一种温室作物氮钾测量微电极，其特征是：多管微玻璃管（4）的下端锥端处的最小直径为2μm～10μm。

4.一种采用权利要求1所述微电极的氮钾测量方法，其特征是：先将多管微玻璃管（4）的下端锥端插入温室作物待测部位，在硝酸根离子信号线（9）、铵根离子信号线（11）、钾离子信号线（12）分别与参比信号线（10）之间产生硝酸根离子浓度信号电压V1、铵根离子浓度信号电压V2、钾离子浓度信号电压V3；再利用公式分别计算出各离子浓度：

lg（硝酸根离子浓度）＝k11×V1 + k12×V2 + k13×V3 + e11 + e12 + e13； （1）      

lg（铵根离子浓度）＝k21×V1 + k22×V2 + k23×V3 + e21 + e22 + e23；   （2）

lg（钾离子浓度）＝k31×V1 + k32×V2 + k33×V3 + e31 + e32 + e33；     （3）

式中：k11为硝酸根离子敏感系数，k12为铵根离子对硝酸根离子的干扰系数，k13为钾离子对硝酸根离子的干扰系数，e11为硝酸根离子误差项，e12为铵根离子对硝酸根离子的干扰误差项，e13为钾离子对硝酸根离子的干扰误差项；k21为硝酸根离子对铵根离子的干扰系数，k22为铵根离子敏感系数，k23为钾离子对铵根离子的干扰系数，e21为硝酸根离子对铵根离子的干扰误差项，e22为铵根离子误差项， e23为钾离子对铵根离子的干扰误差项；k31为硝酸根离子对钾离子的干扰系数，k32为铵根离子对钾离子的干扰系数，k33为钾离子敏感系数，e31为硝酸根离子对钾离子的干扰误差项，e32为铵根离子对钾离子的干扰误差项，e33为钾离子误差项。

5.根据权利要求4所述的氮钾测量方法，其特征是：所述k11、k12、k13、e11、e12、e13、k11的确定方法是：先利用浓度已知的硝酸根离子标准溶液对公式（1）中k11、k12、k13、e11、e12和e13进行标定，则公式（1）变化为：

lg（硝酸根离子标准溶液浓度）＝k11×V1 + k12×V2 + k13×V3 + e11 + e12 + e13  （4）

将微电极按次序依次插入浓度为0.01mM、0.1mM、1 mM、10 mM和100 mM的硝酸根离子标准溶液中，记录5组硝酸根离子标准溶液浓度和对应的硝酸根离子浓度信号电压V1，溶液中不存在铵根离子和钾离子，令公式（4）中k12、k13、e12和e13为0，则公式（4）简化为：

lg（硝酸根离子标准溶液浓度）＝k11×V1 + e11                  （5）

将V1值代入公式（5），得到不同的硝酸根离子浓度计算值，采用最小二乘法计算出k11和e11；

在0.01mM、0.1mM、1 mM、10 mM和100 mM的硝酸根离子标准溶液中加入铵根离子，使溶液中铵根离子浓度达到0.01mM、0.1mM、1 mM、10 mM和100 mM，在每种浓度组合下均记录一次硝酸根离子浓度、硝酸根离子浓度信号电压V1值和铵根离子浓度信号电压V2值，溶液中不存在钾离子，令k13和e13为0，则公式（4）简化为：

lg（硝酸根离子标准溶液浓度）＝k11×V1 + k12×V2 + e11 + e12     （6）

将测量得到的V1值和V2值代入公式（6），得到不同的硝酸根离子浓度计算值，采用最小二乘法计算出k12和e12；

在0.01mM、0.1mM、1 mM、10 mM和100 mM的硝酸根离子标准溶液中加入钾离子，使溶液中钾离子浓度达到0.01mM、0.1mM、1 mM、10 mM和100 mM，在每种浓度组合下均记录一次硝酸根离子浓度、硝酸根离子浓度信号电压V1值、铵根离子浓度信号电压V2值和钾离子浓度信号电压V3值，代入已确定的k11、k12、e11和e12到公式（4）中，得到不同的硝酸根离子浓度计算值，采用最小二乘法计算出k13和e13；

同理，k21、k22、e21、e22、e23、k31、k32、e31、e32、e33的确定方法与k11、k12、k13、e11、e12、e13、k11的确定方法类似。