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市面上有一种三合一土壤检测仪,价格从20多元到100多元一只不等。不用电池,能检测土壤PH、湿度及环境照度。这么牛,是啥“黑科技”?在网上未见其原理资料。通过剖析,看看是什么结构原理。[b]一、仪器基本情况[/b]外观及各部分名称:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456426256_190_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]下图是电极。电极头是锡(合金)材质,电极杆分别是铜管(测量湿度)、铝管(测量酸度):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456429136_6038_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]档位拨动开关有三档,左边是“湿度”,中间是“照度”,右边是“酸度”:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456430884_5501_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]测量环境光照的是一小片3.5mm×4.5mm硅光电池:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456436696_8860_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]指示器采用电磁式微电流计。刻度盘上,PH3.5~8;湿度(水分)为三段:1~3红色(干燥),4~7绿色(合适),8~10蓝色(过湿);照度0~2000流明:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456440826_2495_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]下面是商家关于仪器使用范围宣传图片(本文提醒,产业最好不要使用):[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456444374_8144_1807987_3.jpg!w690x690.jpg[/img][img=,690,754]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456452276_7661_1807987_3.jpg!w690x754.jpg[/img][b]二、拆解[/b]用指甲可分开仪器背盖:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456456726_5588_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]内部结构,非常简单:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161513118424_6370_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161456422096_7296_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]拆下的电极,红色电线是电极头的引线:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161458553754_9107_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]光电池固定在外壳上,塑料被热烫封死,取不下来:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161458556594_5987_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]在强光下,光电池的开路电压0.328V:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161458561666_868_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]微电流计表头动圈的内阻约1千欧姆,满度电流约350微安:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161458565534_8278_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]拆开档位拨动开关,是2位3档12脚,很容易就看清楚周边电路关系:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161458570556_1946_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]全部拆解后的零件见下图,批量生产的成本不过十元钱:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161506496816_5771_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b]三、电路及检测原理[/b]根据拆解情况,绘出仪器电路原理图。在电路中,简画了档位拨动开关,便于一目了然,见下图:[img=,631,453]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907161458550084_6099_1807987_3.jpg!w631x453.jpg[/img][b]检测原理:[/b]检测探头插入土壤后,①档位开关置于“湿度”,电极头与土壤、铜管、电流计形成串联回路,金属锡电极头与铜管在湿润的土壤中存在电极电势,该串联回路电流大小与与土壤湿度有关,土壤湿度大时电阻小电流大,电流计指针偏转角度大;②档位开关置于“照度”,硅光电池与电流计形成串联回路,环境光强,硅光电池输出电压高电流大,电流计指针偏转角度大;③档位开关置于“酸度”,锡电极头与土壤、铝管构成原电池,土壤酸度越高,原电池输出电流强,电流计指针偏转角度大。[b]结束语:[/b]通过拆解以及实际使用,了解到这个仪器结构很简单,检测原理也不复杂。但由于结构简单,电路粗糙,不同环境及不同使用人操作,检测的结果误差很大。只有熟练掌握测量方法,在限定的条件下进行测量,才能得到误差较小的结果。因此,特别提醒,这种三合一土壤检测仪只适用于家庭园艺用用,或作为小孩科普玩具。
[b]方法 LY/T 1240-1999[/b]这个标准里我有两个疑问:1 关于方法要点里的方法标准中方法要点原话:[font=黑体]用[/font]1moL/L氯化钾溶液淋洗酸性土壤时,土壤永久负电荷引起的酸度(交换住H[sup]?+[/sup]和A1[sup]?3+[/sup])被K[sup]?+[/sup]交换而进入溶液,当用氢氧化钠标淮溶液直接滴定浸出液时, 不但滴定了土壤原有的交换性H[sup]?+[/sup], 也滴定了交换Al[sup]?3+[/sup]水解产生的[font=黑体]H[/font][sup]?+[/sup], 所得结果为交换性[font=黑体]H[/font][sup]?+[/sup]及[font=黑体]Al[/font][sup]?3+[/sup]的总和,称为[color=#993300]交换性酸总量[/color]。[font=黑体]另取一份浸出液,加[/font][font=黑体]入足量的氟化钠溶液,使[/font][font=黑体][color=#ff9966][font=黑体]Al[/font][sup]?3+[/sup]形成[AIF[sub]?6[/sub]][sup]?3+[/sup]络离子,从而防止[font=黑体]Al[/font][sup]?3+[/sup]的水解[/color],再用氢氧化钠标准溶液滴定,所得结果为交换性[font=黑体]H[/font][sup]?+[/sup]。两者之差为交换性[font=黑体]Al[/font][sup]?3+[/sup]。[/font]这个地方我不明白:[font=黑体][font=黑体]总酸里包含土壤本身交换的[/font][font=黑体]H[sup]?+[/sup],Al[sup]?3+[/sup],还有Al[sup]?3+[/sup]水解的H[sup]?+[sub]?[/sub][sup]?[sup]?[/sup][/sup][/sup][/font][/font]用氟化钠络合了[font=黑体]Al[/font][sup]?3+,[/sup][font=黑体]防止[/font][font=黑体]Al[/font][sup]?3+[/sup][font=黑体]的水解,那就没有水解产生的[font=黑体]H[/font][sup]?+,[/sup][/font]只是土壤本身交换的[font=黑体]H[/font][sup]?+[/sup]。[font=黑体][size=18px]那这两部分相减得到的不应该是两个部分嘛?总酸([font=黑体][/font][font=黑体]交换的[/font][font=黑体]H[sup]?+[/sup]+Al[sup]?3+[/sup]+水解的H[sup]?+[/sup][/font][font=黑体][sup] [/sup][/font])-[font=黑体][/font][font=黑体][/font][font=黑体]本身交换的[/font][font=黑体]H[/font][sup]?+[/sup][/size][font=黑体][size=18px] =Al[sup]?3+[/sup]+水解的H[/size][sup][size=18px]?+ [/size][size=18px]2 关于计算公式的 其实这个问题也和原理一样 因为没有弄明白原理 这个计算也就糊涂 [/size] [size=18px]不明白这个交换性酸是用哪个公式了(交换性酸总量、还是b(H,exch)、还是b(Al,exch))。查“百度”说:铝离子逐步水解产生的氢离子与置换下来的氢离子一起直接表现的土壤酸度,称为潜性酸度,交换性酸和潜性酸称总酸。我就更不明白这个计算了,因为不管怎么算 这个水解的酸都在里面的。[/size][/sup][/font][font=黑体][/font][sup][/sup][/font]
土壤化学-正文 主要指土壤中的物质组成、组分之间和固液相之间的化学反应和化学过程,以及离子(或分子)在固液相界面上所发生的化学现象。包括土壤矿形成。 土壤化学性质可以借助各种方法加以调节和改善。常用的农物和有机质的化学组成、土壤胶体、土壤溶液、土壤电荷特性、土壤吸附性能、土壤酸度、土壤缓冲性、土壤氧化还原性等。它们之间相互联系、相互制约,而以土壤矿物和有机质等居主导地位。 土壤化学性质和化学过程是影响土壤肥力水平的重要因素之一。除土壤酸度和氧化还原性对植物生长产生直接影响外,土壤化学性质主要是通过对土壤结构状况和养分状况的干预间接影响植物生长。土壤矿物的组成、有机质的数量和组成、土壤交换性阳离子的数量和组成等都对土壤质地、土壤结构直至土壤水分状况和生物活性产生影响。进入土壤中的污染物的转化及其归宿也受土壤化学性质的制约。土壤物理性质,如土壤质地、土壤结构和土壤水分状况对土壤胶体数量和性质、电荷特性、氧化还原程度和土壤溶液的组成有明显影响;土壤生物,尤其是土壤微生物则影响到土壤有机质的积累、分解和更新以及腐殖质的业措施包括施用有机肥料、客(粘)土、耕作、灌水或排水等;化学措施包括对酸性土壤施用石灰,对碱土施用石膏等。