吴 昊，李加念，张建阔，马泽宇，Waleed Elnour Babekir Salih



基于介电特征频率的大量元素水溶肥种类快速辨识装置研制

吴 昊，李加念※，张建阔，马泽宇，Waleed Elnour Babekir Salih

（昆明理工大学现代农业工程学院，昆明 650500）

为实现对大量元素水溶肥种类的快速准确辨识，根据水溶肥的介电特性设计了一个传感器，并在此基础上采用特征频率法，研制了一种大量元素水溶肥快速辨识装置，主要由±5V稳压电路、单片机控制电路、激励信号发生电路、传感器、真有效值转换电路和LCD显示模块组成。以市面上常见的尿素、普钙、硫酸钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾和硝酸钾6种大量元素水溶肥作为试验对象，在1 kHz～10 MHz激励信号频率范围内研究了其频率响应特性，得出了9个用于辨识6种大量元素水溶肥的激励信号特征频率，即30、40、50、600、700、800 kHz和3、4、5 MHz。根据各种水溶肥分别在9个特征频率处的响应模式，设计了对6种大量元素水溶肥的辨识策略。该装置的辨识性能采用234组不同类型和浓度的待测水溶肥进行验证试验，结果表明：该装置的辨识准确率为98.3%，完成1次辨识的平均时间为14.3 s，最长不超过19.5 s，表明该装置具有良好的快速性和准确性，满足实际应用要求。

传感器；肥料；频率响应；大量元素水溶肥；特征频率；快速辨识；辨识装置

0 引 言

灌溉施肥是一种水肥一体化技术，可根据作物的水肥需求精准调节作物的水肥供给量，具有施肥均匀、水和肥利用率高以及能有效减轻土壤和环境的污染等优势，已被广泛地应用于微灌系统中[1-2]。水溶肥因具有水溶性好、无残渣、可以完全溶解于水中、能被作物的根系和叶面直接吸收利用、利用率较高等优点，是灌溉施肥系统中应用较广泛的一种肥料。……