一、概述
微型水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種集成了小型化、模塊化水質(zhì)傳感器、數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程傳輸單元的小型監(jiān)測設(shè)備。它旨在以低成本、高密度、實(shí)時(shí)連續(xù)的方式,對水體的關(guān)鍵理化指標(biāo)進(jìn)行自動化監(jiān)測,是傳統(tǒng)大型固定式水質(zhì)自動站的重要補(bǔ)充和延伸。
二、組成
微型水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)是由傳感器、水質(zhì)分析器、數(shù)據(jù)自動采集裝置、數(shù)據(jù)處理軟件和通訊設(shè)備等組成的一套完整的自動化設(shè)備組合。下面將分別介紹這些組成部分。
1.傳感器
它通過檢測水質(zhì)樣品中的溶解氧、PH值、濁度、溫度、電導(dǎo)率、氧化還原電位等指標(biāo),轉(zhuǎn)化為電信號并輸出,提供實(shí)時(shí)的水質(zhì)數(shù)據(jù)。不同類型的傳感器有不同的檢測原理和適用范圍,可以根據(jù)不同的水質(zhì)監(jiān)測需求選擇合適的傳感器進(jìn)行使用。
2.水質(zhì)分析器
水質(zhì)分析器是將傳感器輸出的電信號轉(zhuǎn)換為可讀取的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析的設(shè)備。它對傳感器發(fā)送的原始信息進(jìn)行外部校準(zhǔn)、濾波和數(shù)據(jù)處理,使其符合人類可理解的參數(shù)。同時(shí),水質(zhì)分析器還具備數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?,為水質(zhì)專家和管理者提供更直觀、方便的數(shù)據(jù)參考。
3.數(shù)據(jù)自動采集裝置
數(shù)據(jù)自動采集裝置是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、采集和傳輸核心部件。它通過內(nèi)部的控制芯片,接收傳感器的數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換。同時(shí),數(shù)據(jù)自動采集裝置還支持多種通訊方式,可以與計(jì)算機(jī)、PLC、DCS等常見的控制系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與傳輸。
4.數(shù)據(jù)處理軟件
數(shù)據(jù)處理軟件是管理與分析工具,可以對采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、存儲、查詢和導(dǎo)出等操作。通過數(shù)據(jù)處理軟件,用戶可以隨時(shí)了解到各項(xiàng)參數(shù)的變化趨勢和水質(zhì)的整體狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常和問題,做出相應(yīng)的決策和措施,保證水質(zhì)的安全和質(zhì)量。
5.通訊設(shè)備
通訊設(shè)備是信息傳輸和接收平臺,用于將采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸給水質(zhì)專家、管理人員或其他相關(guān)人員。通訊設(shè)備可以通過電話線、網(wǎng)線、無線或者衛(wèi)星通信等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,使得水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠在任何地方得以傳輸和接收。
三、特點(diǎn)
1.連續(xù)性好:具有實(shí)時(shí)監(jiān)測和連續(xù)監(jiān)測的能力,可以及時(shí)獲取水質(zhì)狀態(tài)的變化。
2.自動化:采用自動獲取數(shù)據(jù)和自動校準(zhǔn)的方式進(jìn)行監(jiān)測,減少了人工干預(yù)的必要性。
3.準(zhǔn)確性高:采用精準(zhǔn)的傳感器和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù),可以對數(shù)值進(jìn)行高精度的采集和處理,獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果。
4.實(shí)時(shí)性強(qiáng):能夠在實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)的過程中,及時(shí)反饋數(shù)據(jù)到終端設(shè)備,并與管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
5.通用型強(qiáng):不僅能夠?yàn)樽詠硭畯S、污水處理廠、工業(yè)園區(qū),甚至農(nóng)村也提供監(jiān)測服務(wù)。
6.易于維護(hù):具有自診斷功能,自動排除設(shè)備故障的能力,從而降低設(shè)備的維護(hù)和維修成本。
四、主要監(jiān)測參數(shù)(根據(jù)應(yīng)用場景選配)
1.常規(guī)五參數(shù)(基礎(chǔ)指標(biāo)):
pH值
溶解氧
電導(dǎo)率
濁度
水溫
(這些參數(shù)通常使用電極法或光學(xué)法傳感器,無需試劑,可長期穩(wěn)定工作。)
2.綜合污染指標(biāo):
高錳酸鹽指數(shù)或化學(xué)需氧量
氨氮
總磷
總氮
(這些參數(shù)通常采用微流控、比色法或UV光譜法等小型化分析技術(shù),需要定期更換試劑或校準(zhǔn)。)
3.特征污染物(針對性監(jiān)測):
重金屬(如銅、鉛、鎘、六價(jià)鉻,使用陽極溶出伏安法微電極)
揮發(fā)性酚
葉綠素a(表征藻類生物量)
藍(lán)綠藻
4.水文輔助參數(shù):
水位
流速
流量
五、應(yīng)用領(lǐng)域
1.自來水廠:可以對自來水中的微生物、重金屬等有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測,確保自來水的安全。
2.污水處理廠:可以對污水中的COD、BOD、氨氮等有害成分進(jìn)行監(jiān)測,保證水處理質(zhì)量健康穩(wěn)定。
3.農(nóng)業(yè):可以監(jiān)測農(nóng)用水的質(zhì)量,確保農(nóng)作物品質(zhì)安全。
4.工業(yè):可以監(jiān)測工業(yè)廢水的水質(zhì),保證工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保和生產(chǎn)安全。
六、總結(jié)
微型水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)是當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測的重要手段和技術(shù),它具有連續(xù)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、自動化特點(diǎn),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決水質(zhì)問題,提高水質(zhì)監(jiān)測工作效率和水質(zhì)管理水平。通過以上組成部分、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域的介紹,可以看出,微型水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)不僅是水資源管理的一種重要手段,也是保障人民群眾飲用水安全的關(guān)鍵保證。