CN112858426B - 一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置 - Google Patents
一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112858426B CN112858426B CN202110062449.0A CN202110062449A CN112858426B CN 112858426 B CN112858426 B CN 112858426B CN 202110062449 A CN202110062449 A CN 202110062449A CN 112858426 B CN112858426 B CN 112858426B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- film
- detection device
- electrode
- blueberry planting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 235000003095 Vaccinium corymbosum Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 235000017537 Vaccinium myrtillus Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 235000021014 blueberries Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 240000000851 Vaccinium corymbosum Species 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004448 titration Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 9
- 235000016623 Fragaria vesca Nutrition 0.000 abstract 1
- 240000009088 Fragaria x ananassa Species 0.000 abstract 1
- 235000011363 Fragaria x ananassa Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005443 coulometric titration Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000077233 Vaccinium uliginosum Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)prop-2-enamide Chemical compound OCCNC(=O)C=C UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M sodium;4-ethenylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/302—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells pH sensitive, e.g. quinhydron, antimony or hydrogen electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，该装置包括：衬底(1)，漏极(2)，源极(3)，绝缘膜(4)，阴极(5)，阳极(6)，对电极(7)，库伦滴定装置(8)，输出信号(9)，通道(10)，参比电极(11)。该装置在宽的pH范围内具有高的灵敏度和准确度，从而能够很好地满足草莓种植对土壤酸碱度的苛刻要求。
Description
技术领域
本发明属于农业种植中的检测技术领域，具体涉及一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置。
背景技术
各类植物对土壤pH值的适应能力都具有一定范围，只有在土壤pH值适宜时，植物才能从土壤中充分地获取生长所需要的营养。蓝莓对于土壤pH值尤其敏感，土壤pH值的稍微波动可能就会给蓝莓的生长和蓝莓产量带来极大影响。土壤pH值是影响土壤生产力和土壤肥力的限制因素之一，与土壤有效养分之间有着密切关系，显著影响了植物和微生物所需营养元素的有效吸收。柴锡周等人认为土壤pH值是很多化学性质的共同综合表现，关乎土壤微生物活动、有机质转化、矿质营养元素的存在形式和保持养分的能力等。有效且即使地测量土壤pH值获取土壤酸碱度，能够帮助确定土壤施肥配方，对于蓝莓种植业发展有着重要意义。
CN103353469A公开了一种实用的土壤PH值检测电路，包括第一运算放大器和第二运算放大器；第一运算放大器的同相输入端连接第一电阻的一端和可变电阻的第一固定端，可变电阻的第二固定端连接活动端并一起接地；第一运算放大器的输出端与反相输入端连接，并且连接第二运算放大器的同相输入端和采样电阻的第一端；采样电阻的第二端连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接第二运算放大器的反相输入端，第二电阻跨接在第二运算放大器的输出端和反相输入端之间；采样电阻的第一端连接第一金属探针，采样电阻的第二端连接第二金属探针。
CN103969195A公开了一种新型的基于光学方法的pH值检测仪器的结构原理如图1所示，其由：微处理器(1)、LCD显示器(2)、键盘(3)、LED驱动器(4)、双波长LED光源(5)、透镜(6)、pH传感器(7)、样品池(8)、滤光片(9)、透镜(10)和光强检测器(11)构成，利用电化学方法在透明导电玻璃(ITO)上合成的聚苯胺(PANI)薄膜作为pH传感器来实现对溶液pH值的检测。
CN104280443A公开了一种高灵敏度的OTFT pH传感器的制作方法及用这种OTFT器件所做的pH验证，它首先是采用常用的半导体器件的制作工艺，制备出栅极带有开槽的TFT器件，并对这种器件按现有的封装工艺进行封装。通过在栅极开槽的区域采用电化学沉积电子聚合物膜，制成OTFT pH传感器。
CN107561143A公开了一种基于离子敏场效应管ISFET的智能pH传感器，通过集成了ISFET/REFET、热敏电阻、信号调理模块、时钟日历模块、LCD显示器、微控制器和USB通信接口，通过ISFET/REFET离子敏探头采集出水体的pH值信号，再通过差分电流读出电路，将其转变为电压信号，送入微控制器进行处理，由LCD显示器实时显示，也可通过USB通信接口将测量数据上传，满足了自动化监测技术的检测要求。
GB1714735.6公开了一种用于在测量环境中测量pH值的pH传感器。所述传感器包括：参比电极、pH敏感电极和用于测量所述pH敏感电极和所述参比电极之间的电位差的控制器，所测量的电位差指示pH敏感电极处的pH值，控制器可操作用于在第一和第二电极之间施加电压以控制所述pH敏感电极处的所述pH值，以及在施加所述重新校准电压后，测量所述pH敏感电极和所述参比电极之间的所述电位差。
JP2017-208553A公开了能够精度良好地多方面地测量测量对象的状态的测量装置，其具备：第一电极以及第二电极，它们用于在表侧形成经由测量对象的通电路径并测量上述测量对象的导电度；以及参照电极以及ISFET，它们用于测量上述测量对象的pH值，上述参照电极的基准电极与上述第一电极以及上述第二电极相比配置在背侧。
“新型pH-ISFET芯片系统研究”，汪祖民等，《电子与信息学报》，200729(10)，研究设计一种新型ISFET/REFET/PRE传感器与信号检测电路集成于一体的芯片系统.采用商业标准CMOS工艺实现了基础集成芯片，探索研究与集成芯片兼容的敏感薄膜制备技术及其相关后续工艺，着重研究电聚合法制备的H+敏感PPy膜，与采用低温Ta2O5敏感薄膜技术研制的集成芯片进行了比较，该集成芯片具有灵敏度54mV/pH，响应时间0.1s，在pH1～12范围内线性相关系数99.99％的优良性能。
现有技术中的常规土壤酸碱度检测方法核心部分大多是电位测定，通过一系列试验步骤，获得较为准确的土壤pH值，这个过程相对繁琐，且灵敏度差，pH值检测方法都会受到环境因素例如受碱金属离子的影响，导致产生较大的测量误差，这些都难以满足蓝莓种植的要求。本发明人发现，蓝莓种植中对土壤pH要求非常高，要想获得理想的产量和品质，必须使土壤pH值维持在较窄范围内，因此传统的土壤酸碱度值检测装置和方法难以满足要求。因此本领域需要一种适合于蓝莓种植中使用的灵敏度高的土壤pH值检测装置和方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人经过深入研究与联合开发，提供了一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置。该检测能够以高灵敏度和准确度测得土壤的酸碱度，从而适合蓝莓种植中对pH值准确且频繁检测的需要。
在本发明的一方面，提供了一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，该装置包括：离子敏场效应晶体管，阳极，阴极，参比电极和对电极。
优选地，所述离子敏场效应晶体管包括：衬底，漏极，源极，绝缘膜。
优选地，所述衬底为N掺杂的硅衬底。
优选地，所述漏极和源极通过在衬底上的两个区域掺杂P而形成。
优选地，所述漏极和源极之间形成有通道，绝缘膜位于所述通道的上方。
优选地，所述绝缘膜为氧化物膜。更优选地，所述绝缘膜为稀土氧化物膜。
优选地，该土壤酸碱度检测装置还集成有库伦滴定装置。
或者另外而言，上述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置包括：衬底，漏极，源极，绝缘膜，阴极，阳极，对电极，库伦滴定装置，输出信号(该信号优选为电流信号)，通道，参比电极。
在本发明的另一方面，提供了一种使用根据前述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)使用pH值为4.00、6.00、8.00和10.00的标准液和干燥的土壤配制成含水率为20％的标准土壤样本，使用所述土壤酸碱度检测装置进行检测和标定；(2)取待测试土壤，进行干燥；(3)向土壤中加入蒸馏水，配制成含水率为20％的测试样品，进行测试样品的pH值检测和计算。
优选地，所述标准土壤样本和测试样品的温度均为25℃。
优选地，所述pH值计算由与土壤酸碱度检测装置连接的集成电路完成。
在本发明的一个优选实施方式中，所述作为绝缘膜的稀土氧化物膜为Nd2O3膜。更优选地，所述Nd2O3为结晶形式。
在本发明的一个特别优选的实施方式中，上述结晶形式的Nd2O3具有400晶面、440晶面和622晶面。
优选地，Nd2O3膜的厚度为15-20nm。更优选地，Nd2O3膜通过反应溅射沉积在衬底上并且快速热退火来形成。
在一个优选实施方式中，所述快速热退火通过梯度热退火来进行。更优选地，所述梯度热退火程序包括：依次在600℃的温度下维持30-60min、在700℃的温度下维持90-120min、和在800℃的温度下维持120-180min。
优选地，通过使用银凝胶形成导电线，在印刷电路板的铜线上制造EIS(电解质-绝缘层-半导体)，在采取环氧树脂封装来封装EIS结构和导线。
通过XRD对进行快速热退火的RTA的Nd2O3薄膜的晶体结构进行检测。X射线衍射图谱表明，当采用本发明的梯度快速热退火时，薄膜包含立方相结构的Nd2O3。当采用本发明的梯度快速热退火时，XRD图谱中发现了两个更大的(400)和(622)峰强度，特别是(400)晶面和(622)晶面非常明显，该结果显示Nd从膜到Si衬底的扩散，在Nd2O3/Si界面上形成了硅酸盐层。由于形成了较薄的硅酸盐层和较大的表面粗糙度，具有高k值的Nd2O3薄膜具有良好的感应特性，包括从pH 1到pH 13的溶液中的灵敏度高达59.44-60.76mV/pH，pH 7缓冲溶液中的漂移率为1.67-1.74mV/h，显示出对H+的高灵敏度和选择性，能够抵抗土壤中其它金属离子例如钠离子的干扰。
在一个特别优选实施方案中，所述绝缘膜的表面施加有聚合物膜。优选地，所述聚合物膜为嵌段聚合物。更优选地，所述聚合物膜为含有磺酸钠基团的共聚物膜。本发明人拟对该技术方案进行另行分案申请。
特别优选地，所述聚合物为下式(1)所述聚合物：
其中该聚合物的重均分子量为3,000-50,000，y＝30-50。
该聚合物可以通过对苯乙烯磺酸钠和N-(2-羟乙基)丙烯酰胺共聚而成。
研究发现，当使用该聚合物膜时，膜中的微孔允许体积较小的H+进入，特别磺酸钠基团，更有利于溶液中H+的进入，而能够阻止一些体积较大的金属离子例如过渡金属离子和Ca2+的进入，从而提高检测灵敏度和对其它阳离子的抗干扰能力。
在一个优选实施方式中，所述绝缘膜为复合膜，其自下而上分别为Al2O3膜、Pt膜和Nd2O3膜。本发明人同样拟对该技术方案进行另行分案申请。
当采用衬有Pt/Al2O3层的Nd2O3膜作为扩展栅电极时，具有灵敏度高、响应时间短、稳定性高、可重复性和离子干扰能力强等优点。所述Pt/Al2O3层提高了Nd2O3膜pH传感器对钠和钾干扰离子的抗干扰能力。
优选地，所述Al2O3膜和Pt膜进行溅射蚀刻处理，以增强表面粗糙度，从而提高Nd2O3对H+的响应能力。
说明书附图
图1是根据本发明的用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置的工作原理示意图，其中：1为衬底，2为漏极，3为源极，4为绝缘膜，5为阴极，6为阳极，7为对电极，8为库伦滴定装置，9为输出信号(通常为电流信号)，10为通道，11为参比电极。
图2是根据本发明的梯度快速退火处理的Nd2O3膜的XRD图。
具体实施方案
为了使本发明更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参考图1所述，用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置包括：衬底1，漏极2，源极3，绝缘膜4，阴极5，阳极6，对电极7，库伦滴定装置8，输出信号9，该信号为电流信号，通道10，参比电极11，绝缘膜4为Nd2O3膜，其厚度为16nm，该Nd2O3膜通过反应溅射(Nd靶材得自深圳中正冶金科技公司，溅射在汇成溅射机上完成)沉积在衬底上并且快速热退火来形成，所述快速热退火通过梯度热退火来进行，所述梯度热退火程序包括：依次在600℃的温度下维持45min、在700℃的温度下维持90min、和在800℃的温度下维持120min。经与标准品进行对照测试，该酸碱度检测装置在pH为1-13的范围内误差为0.39％。
对比例1
重复实施例1，区别仅在于Nd2O3膜未进行梯度退火，而是直接在800℃的温度下维持120min。经与标准品进行对照测试，该装置在pH为1-13的范围内误差为0.72％。
对比例2
重复实施例1，区别仅在于绝缘膜4为Ta2O5膜。经与标准品进行对照测试，该装置在pH为1-13的范围内误差为0.94％。
由上述实施例和对比例清楚地可以看出，本发明的由Nd2O3膜制得的土壤酸碱度检测装置的精确度明显高于Ta2O5膜制得的装置。另外，事先没有想到的是，梯度退火的Nd2O3膜制得的土壤酸碱度检测装置的精确度也明显高于使用单一温度退火制得的Nd2O3膜的装置。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。
Claims (8)
1.一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，其特征在于，该装置包括：离子敏场效应晶体管，阳极，阴极，参比电极和对电极，所述离子敏场效应晶体管包括：衬底，漏极，源极，绝缘膜，所述绝缘膜为Nd2O3膜，所述Nd2O3为结晶形式，该结晶形式的Nd2O3具有400晶面、440晶面和622晶面，Nd2O3膜的厚度为15-20nm，Nd2O3膜通过反应溅射沉积在衬底上并且快速热退火来形成；
所述绝缘膜的表面施加有聚合物膜，所述聚合物膜为含有磺酸钠基团的共聚物膜：其中该聚合物的重均分子量为3,000-50,000，y＝30-50。
2.根据权利要求1所述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，其特征在于，所述衬底为N掺杂的硅衬底。
3.根据权利要求1或2所述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，其特征在于，所述漏极和源极通过在衬底上的两个区域掺杂P而形成。
4.根据权利要求3所述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，其特征在于，所述漏极和源极之间形成有通道，绝缘膜位于所述通道的上方。
5.根据权利要求1或2所述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置，其特征在于，该土壤酸碱度检测装置还集成有库伦滴定装置。
6.一种使用根据前述权利要求中任一项所述用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)使用pH值为4.00、6.00、8.00和10.00的标准液和干燥的土壤配制成含水率为20％的标准土壤样本，使用所述土壤酸碱度检测装置进行检测和标定；(2)取待测试土壤，进行干燥；(3)向土壤中加入蒸馏水，配制成含水率为20％的测试样品，进行测试样品的pH值检测和计算。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述标准土壤样本和测试样品的温度均为25℃。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述pH值计算由与土壤酸碱度检测装置连接的集成电路完成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110062449.0A CN112858426B (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110062449.0A CN112858426B (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112858426A CN112858426A (zh) | 2021-05-28 |
| CN112858426B true CN112858426B (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=76006431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110062449.0A Active CN112858426B (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112858426B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104280443A (zh) * | 2013-07-08 | 2015-01-14 | 电子科技大学 | 一种高灵敏度的OTFT pH传感器的制作及pH检测 |
| CN104475078A (zh) * | 2014-08-16 | 2015-04-01 | 金陵科技学院 | 一种纳米稀土金属氧化物/碳纳米管复合催化剂的制备方法 |
| CN104937402A (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-23 | 威立雅水务解决方案与技术支持公司 | 包括原位校准装置的pH值测量设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI295729B (en) * | 2005-11-01 | 2008-04-11 | Univ Nat Yunlin Sci & Tech | Preparation of a ph sensor, the prepared ph sensor, systems comprising the same, and measurement using the systems |
-
2021
- 2021-01-18 CN CN202110062449.0A patent/CN112858426B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104937402A (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-23 | 威立雅水务解决方案与技术支持公司 | 包括原位校准装置的pH值测量设备 |
| CN104280443A (zh) * | 2013-07-08 | 2015-01-14 | 电子科技大学 | 一种高灵敏度的OTFT pH传感器的制作及pH检测 |
| CN104475078A (zh) * | 2014-08-16 | 2015-04-01 | 金陵科技学院 | 一种纳米稀土金属氧化物/碳纳米管复合催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Influence of oxygen content on the structural and pH-sensitive properties of thin Nd2O3 electrolyte-insulator-semiconductor;Tung-Ming Pan et al.;IEEE SENSORS;第262-264页 * |
| Structural Properties and Sensing Characteristics of Thin Nd2O3 Sensing Films for pH Detection;Tung-Ming Pan et al.;《Electrochemical and Solid-State Letters》;20090805;第12卷(第10期);第J96-J99页 * |
| Structural Properties and Sensing Characteristics of Thin Nd2O3 Sensing Films for pH Detection;Tung-Ming Pan et al.;Electrochemical and Solid-State Letters;第12卷(第10期);第J96-J99页 * |
| 新型pH-ISFET芯片系统研究;汪祖民 等;《电子与信息学报》;20071031;第29卷(第10期);第2525-2528页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112858426A (zh) | 2021-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20040256685A1 (en) | Biosensor, method of manufacturing sensing unit thereof, and measuring system | |
| US8466521B2 (en) | Hydrogen ion-sensitive field effect transistor and manufacturing method thereof | |
| US6251246B1 (en) | Material for establishing solid state contact for ion selective electrodes | |
| CN103399071B (zh) | 一种石墨烯场效应管生物传感器及其制作方法、检测方法 | |
| CN105699463B (zh) | 一种化学场效应晶体管气敏传感器及其制造方法 | |
| US6740911B1 (en) | α-WO3-gate ISFET devices and method of making the same | |
| Poghossian et al. | Detecting both physical and (bio‐) chemical parameters by means of ISFET devices | |
| Thust et al. | A long-term stable penicillin-sensitive potentiometric biosensor with enzyme immobilized by heterobifunctional cross-linking | |
| US20090008249A1 (en) | Systems of measuring a concentration of alkaloid in a solution | |
| Kumar et al. | Soil pH sensing techniques and technologies | |
| US20150276671A1 (en) | Electrode strip and sensor strip and manufacture method thereof and system thereof | |
| CN106018504B (zh) | 一种土壤基质栽培多参数复合传感器的pH检测双补偿方法 | |
| US20040035699A1 (en) | Method and fabrication of the potentiometric chemical sensor and biosensor based on an uninsulated solid material | |
| CN112858426B (zh) | 一种用于蓝莓种植的土壤酸碱度检测装置 | |
| Teravaninthorn et al. | The suitability of Ta2O5 as a solid state ion-sensitive membrane | |
| US20090266712A1 (en) | Calcium ion sensors and fabrication method thereof, and sensing systems comprising the same | |
| Kao et al. | Influence of NH3 plasma and Ti doping on pH-sensitive CeO2 electrolyte-insulator-semiconductor biosensors | |
| TW465055B (en) | Method and apparatus for measurement of temperature parameter of ISFET using amorphous silicon hydride as sensor membrane | |
| Khanna et al. | Design and development of a novel high-transconductance pH-ISFET (ion-sensitive field-effect transistor)-based glucose biosensor | |
| Yang et al. | Thin-film light-addressable potentiometric sensor with SnOx as a photosensitive semiconductor | |
| US20240019413A1 (en) | Manufacturing method of optical fiber chemical ratiometric sensor measurement system for measuring underwater dissolved oxygen concentration | |
| US8148756B2 (en) | Separative extended gate field effect transistor based uric acid sensing device, system and method for forming thereof | |
| CN115192007A (zh) | 一种利用半导体实现经皮氧分压和二氧化碳分压的方法 | |
| Joly et al. | All-solid-state multimodal probe based on ISFET electrochemical microsensors for in-situ soil nutrients monitoring in agriculture | |
| US20050221594A1 (en) | ISFET with TiO2 sensing film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 266000 No.1 Hainan Road, economic and Technological Development Zone, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province Applicant after: Qingdao Kangda Holding Group Co.,Ltd. Applicant after: QINGDAO KANGDA MODERN AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Address before: 266000 No.1 Hainan Road, economic and Technological Development Zone, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province Applicant before: QINGDAO KANGDA FOREIGN TRADE GROUP Co.,Ltd. Country or region before: China Applicant before: QINGDAO KANGDA MODERN AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Yongxu Inventor after: Liu Fei Inventor after: Zhao Hong Inventor after: Yin Jianhua Inventor before: Meng Qingfu Inventor before: Liu Yongxu Inventor before: Zhao Hong Inventor before: Liu Fei Inventor before: Wu Shuo Inventor before: Yin Jianhua Inventor before: Deng Yunming Inventor before: Yu Shishuang |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |