[发明专利]一种基于离子活度核算营养液离子EC贡献率和电导度的方法

摘要

本发明提供一种基于离子活度核算特定配方营养液的离子EC贡献率和电导度的方法，以期利用电导度实际测量和离子EC贡献率来反算营养液各离子浓度。该方法不仅可以用于特定配方营养液的电导度和酸碱度的核算，还可利用营养液电导度的实际测量反向推测各离子浓度，为设施无土栽培中营养液较难实现的基于离子浓度的动态调控提供理论依据和技术支持。该方法简单易行、准确度高，可用于营养液调控系统开发，从而满足不同作物在不同生育阶段对营养液既定EC和pH与各离子浓度之间的智能匹配需求和配方调整的自动控制。

主权项

1.一种基于离子活度核算营养液离子EC贡献率和电导度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于离子活度提出离子EC贡献率，用于表征营养液中各离子活性影响其EC的百分比，由离子活度和极限摩尔电导率计算：式中，ECi为离子i的离子EC贡献率，％；Zi为离子i所带电荷数；Ti为离子i的离子活度，mol/L；λ∞为离子i的极限摩尔电导率，m2S/mol；2)离子活度表征电解质溶液中离子发挥作用的有效浓度，为营养液离子发挥静电作用的浓度，由离子活度系数和浓度计算：Ti＝γiCi式中，Ti为离子i的离子活度，mol/L；γi为离子i的离子活度系数；Ci为离子i的离子浓度，mol/L；3)平均离子活度表征某一单盐溶液或混合溶液的离子综合活度或综合活性，由该组成单盐溶液或混合溶液的阴阳离子的离子活度的几何均值计算：式中，T为某单盐溶液或混合溶液的平均离子活度，mol/L；Ti和Tj分别为组成单盐溶液或混合溶液的阳离子活度和阴离子活度，mol/L；vi和vj为组成组成单盐溶液或混合溶液的阳离子和阴离子的个数；4)离子活度系数为衡量实际溶液与理想溶液之间偏差大小的校正系数，由适用于营养液特性的Debye‑Hückel极限定律计算：式中，γi为离子i的离子活度系数；A为与温度有关的常量，25℃时为0.5091；B为与离子大小有关的常量，25℃时为0.328；Zi为离子i所带电荷数；ri为离子i体积参数；I为营养液的离子强度，mol/L；5)离子强度表征营养液中存在的离子所产生的电场强度，由营养液中各离子浓度与其所带电荷数计算：式中，I为营养液的离子强度，mol/L；Ci为离子i的离子浓度，mol/L；Zi为离子i所带电荷数；6)基于营养液中各单盐的平均离子活度，利用多元线性回归模型估测营养液电导度，并利用实测电导度和离子EC贡献率反算离子浓度。