[發(fā)明專利]一種基于圖像分析的余液鈣離子的測定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310585806.7
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103592299A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪紀(jì)恒;付為國;高建民;毛罕平;陳大鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是采用圖像處理測定余液中鈣離子含量的方法。屬于設(shè)施園藝節(jié)能減排領(lǐng)域，具體涉及營養(yǎng)液管理技術(shù)。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)的土壤栽培方式相比，無土栽培的優(yōu)點在于既可以生產(chǎn)廉價的無公害、綠色食品滿足人們的生活需求，又能提高水肥利用效率。我國無土栽培面積在2011年已超過3000公頃，全世界營養(yǎng)液栽培面積達(dá)到402981公頃。無土栽培面積的迅速增加帶來了一系列的問題，其中最嚴(yán)重的是余液的排放日益增多。排出的余液污染了土壤、地表水和地下水，直接排入河流的廢液引起河流和湖泊的富營養(yǎng)化，同時浪費了大量的水肥資源。荷蘭在2000年以法律的形式明文規(guī)定無土栽培的營養(yǎng)液必須回收利用。我國也于2003年7月1日起實施排污費征收使用管理條例，限制了無土栽培余液的隨意排放。鑒于此，研究營養(yǎng)液回收利用技術(shù)的研究勢在必行。

要對余液進(jìn)行回收利用，首先要確定余液量中各離子濃度的多少。鈣離子是營養(yǎng)液中含量最多的離子之一，對植物的生長發(fā)育起著至關(guān)重要的作用。目前鈣離子的檢測方法主要有原子吸收法或等離子體法。原子吸收法無法在線實時檢測，且操作復(fù)雜。因此研究一種可以在線、實時檢測、操作簡單的鈣離子檢測方法，對我國余液回收技術(shù)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種余液中鈣離子濃度的檢測方法，其原理是依據(jù)鈣離子與偶氮胂Ⅲ試劑反應(yīng)后生產(chǎn)藍(lán)色絡(luò)合物，在一定范圍內(nèi)藍(lán)色絡(luò)合物的深淺與濃度高度相關(guān)。

本發(fā)明的目的在于提供一種提供一種余液中鈣離子濃度的檢測方法，為溫室營養(yǎng)液回收化提供理論支持。具體技術(shù)方案如下：

一種基于圖像分析的余液鈣含量的測定方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，將余液過濾至清澈無懸浮物后與偶氮胂Ⅲ試劑反應(yīng)，形成藍(lán)色絡(luò)合物，藍(lán)色深淺采用藍(lán)色度來表征；

步驟二，利用圖像分析軟件獲取標(biāo)樣的圖像平均藍(lán)色度，由于標(biāo)樣中鈣離子濃度已知，則可以得到鈣離子濃度與圖像平均藍(lán)色度之間的對應(yīng)關(guān)系，利用這種對應(yīng)關(guān)系建立所述標(biāo)樣的濃度與標(biāo)樣的平均藍(lán)色度的線性方程Y=ax+b；Y為標(biāo)樣濃度，x為標(biāo)樣的平均藍(lán)色度，a、b為常數(shù)；a代表的含義為所做標(biāo)樣藍(lán)色度平均值變化的斜率，b代表的含義為標(biāo)樣在沒加入偶氮胂Ⅲ時的平均藍(lán)色度；

步驟三，然后利用圖像分析軟件獲取余液的圖像平均藍(lán)色度，將余液的平均藍(lán)色度值代入所述線性方程中，計算得到余液中鈣的濃度值。

所述偶氮胂Ⅲ試劑的配制過程如下：

溶解0.1g偶氮胂Ⅲ于100mL水中，保存；

所述標(biāo)樣為鈣標(biāo)樣，配制過程如下：

過程一，精確稱量11.1g氯化鈣固體放入燒杯中，用600毫升蒸餾水溶解，然后轉(zhuǎn)移如1L容量瓶中定容，則標(biāo)樣濃度為0.1mol/L；

過程二，將氯化鈣標(biāo)準(zhǔn)液1毫升、2毫升、4毫升、6毫升、8毫升、10毫升依次分別放入20毫升容量的不同的各試管中，依次在試管中分別加入蒸餾水9毫升、8毫升、6毫升、4毫升、2毫升、0毫升的蒸餾水，得各試管中鈣離子濃度依次為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1mol/L；

過程三，在所述各試管中分別加入3毫升偶氮胂Ⅲ試劑；

過程四，獲取標(biāo)準(zhǔn)曲線時需要測定的樣品即標(biāo)樣至少5個；

過程五，將所述各試管放于試管架上，以白紙板為背景。

所述步驟一中余液過濾時的過濾材料為定性濾紙。

本發(fā)明具有有益效果。

本發(fā)明提出了一種余液中鈣離子濃度的檢測方法。與傳統(tǒng)的檢測方法相比，本發(fā)明具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

傳統(tǒng)的原子吸收法無法現(xiàn)場測定，本發(fā)明提供的圖像法可以現(xiàn)場測定。將數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像，通過無線傳輸?shù)姆绞絺鞯接嬎銠C(jī)或直接輸入筆記本電腦就可以獲取分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)場檢測。

本發(fā)明的圖像分析法可以重復(fù)多次進(jìn)行，解決了原子吸收法測定是由于系統(tǒng)不穩(wěn)定而造成重復(fù)性差的問題。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例一：測定江蘇大學(xué)溫室中番茄的余液中鈣離子含量

步驟1，標(biāo)準(zhǔn)液和偶氮胂Ⅲ溶液的配制:溶解0.1g偶氮胂Ⅲ于100mL水中，保存。

精確稱量11.1g氯化鈣固體放入燒杯中，用600毫升蒸餾水溶解，然后轉(zhuǎn)移如1L容量瓶中定容，則標(biāo)樣濃度為0.1mol/L。