在線水質(zhì)分析儀
小（微）型水質(zhì)監(jiān)測站
建設(shè)方案
目 錄
4. 自動監(jiān)測站整機產(chǎn)品參數(shù) 8
在線水質(zhì)分析儀
貿(mào)易與環(huán)境之間的問題不是偶然的,是貿(mào)易與環(huán)境在當(dāng)今社會發(fā)展變化的必然結(jié)果.貿(mào)易的增長和發(fā)展是人類生產(chǎn)力和社會發(fā)展分工的客觀要求.隨著*貿(mào)易的加大和科學(xué)技術(shù)的進步,*貿(mào)易中的環(huán)境問題越發(fā)嚴重和惡化,這種情況的發(fā)展引起了*社會的普遍關(guān)注.特別是近幾十年來,*的各個層次的人們對于環(huán)境的態(tài)度也發(fā)生了翻天覆地的變化,對于環(huán)境問題的關(guān)注程度遠遠超過了對于對于貿(mào)易增長的關(guān)注.這種環(huán)境保護意識導(dǎo)致了世界各國紛紛執(zhí)行限制和禁止進出口的貿(mào)易措施增多,從而影響了*貿(mào)易的正常發(fā)展.
項目背景
工業(yè)的高速發(fā)展也帶來一系列環(huán)境問題，如水資源污染。賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是維系地球生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的首要條件，它的安全與否與我們的生命健康息息相關(guān)，因此做好水質(zhì)監(jiān)測顯得越來越重要。
傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方式以人工現(xiàn)場釆樣、實驗室儀器分析為主。雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監(jiān)測存在監(jiān)測頻次低、釆樣誤差大、監(jiān)測數(shù)據(jù)分散、不能實時反映水質(zhì)變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業(yè)進行有效水質(zhì)管理的需求。
因此，我們設(shè)計并實現(xiàn)了一個小（微）型水質(zhì)自動監(jiān)測站的方案，該方案以在線自動監(jiān)測儀器微核心，結(jié)合現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析處
理技術(shù)，構(gòu)建了一個綜合性的小型在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。
該系統(tǒng)具備現(xiàn)場采集控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以避免地域環(huán)境限制，及時有效的掌握污水處理過程中的實時水質(zhì)情況，不僅簡化了繁瑣的程序，還節(jié)約了監(jiān)測時間，方便人們隨時隨地了解的被監(jiān)測區(qū)域的水質(zhì)情況。
- 方案建設(shè)
- 建設(shè)原則
• 自動化
為了解決現(xiàn)行的水質(zhì)監(jiān)測周期長，勞動強度大，實時性差等問題，實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測全自動化已經(jīng)成為了管理部門及時獲得連續(xù)性的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效手段。此外，釆用實時自動連續(xù)的監(jiān)測技術(shù)也可以實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測采集的完整性、實時性
• 智能化
系統(tǒng)在監(jiān)測點對水質(zhì)進行連續(xù)的釆集、處理、分析的同時，完成相關(guān)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)全區(qū)域水質(zhì)的指標(biāo)綜合評價，為管理部門決策提供科學(xué)依據(jù)。
• 網(wǎng)絡(luò)化
工作人員無需在現(xiàn)場值守，只需通過網(wǎng)絡(luò)即可將水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測控制中心的服務(wù)器。這一功能有助于相關(guān)部門建立大范圍的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)收集環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測信息的在線查詢、分析、計算、圖表顯示、打印，以及各單位之間信息的互訪共享操作。
• 信息化管理
云平臺將各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分類和組合，建立水質(zhì)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為大區(qū)域水質(zhì)安全提供決策性的依據(jù)。
- 建設(shè)目標(biāo)
• 為環(huán)境管理和環(huán)境科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)和資料；
• 探明污染原因，為水污染的研究提供進一步的理論基礎(chǔ)；
• 獲取當(dāng)前水體的水質(zhì)狀況數(shù)據(jù)，為以后逬行水質(zhì)評價提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
• 獲取水體污染物的分布狀況，用來預(yù)測水體污染的變化趨勢、追溯污染物來源等；
• 為防止污染措施的實際效果提供反饋。
- 方案特點
• 體積小、成本低、功耗低、操作方便、實用價值高；
• 用戶可通過無線的方式把采集的數(shù)據(jù)傳遞回來；
• 系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)，在軟硬件方面，保證具有良好的擴展性，用戶在后續(xù)的使用者可不斷地升級完善；
• 系統(tǒng)可預(yù)置多個時段，將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為時段數(shù)據(jù)；
• 占地面積小，施工周期短、安全靈活，可移址；
• 五參數(shù)與各污染物物因子監(jiān)測單元相互獨立，運行更穩(wěn)定；
• 建立集中存儲、共享、分發(fā)水務(wù)數(shù)據(jù)的公共數(shù)據(jù)平臺，為決策和業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持；
采用冷暖空調(diào)，機柜箱體設(shè)置了保溫層，雙重恒溫措施，有效減少應(yīng)環(huán)境溫度變化造成的檢測誤差，同時延長試劑保證期。
• 系統(tǒng)設(shè)備采用高規(guī)格工業(yè)級設(shè)計、研發(fā)、測試、生產(chǎn)，通過專業(yè)測試環(huán)境嚴格測試，可以滿足現(xiàn)場的復(fù)雜惡劣環(huán)境，大大減少和簡化了系統(tǒng)的維護和售后工作。
三．方案構(gòu)成
1.系統(tǒng)架構(gòu)
水質(zhì)自動監(jiān)測站主要由環(huán)境數(shù)據(jù)采集顯示層、環(huán)境數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層、環(huán)境在線云平臺層四部分組成。
環(huán)境數(shù)據(jù)采集顯示層：該部分由水質(zhì)五參數(shù)測定儀（溫度、PH值、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度）、污染物因子在線監(jiān)測儀、輔助系統(tǒng)（采水單元、超標(biāo)留樣器、反沖洗單元、2-3級沉沙單元、除藻單元等）和流量計構(gòu)成。
環(huán)境數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層：該部分由工控機、信號采集轉(zhuǎn)換器、I/O單元和無線網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。現(xiàn)場控制級和監(jiān)控管理級組成控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)進行遠程通信。
環(huán)境在線云平臺層： 該部分是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與用戶的接口。云平臺可根據(jù)監(jiān)控點的數(shù)量及監(jiān)控點的儀器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數(shù)據(jù)畫面、報表、統(tǒng)計分析、實時報警、維護提醒等功能。
- 相關(guān)產(chǎn)品
1. 產(chǎn)品概述
云傳物聯(lián)水質(zhì)在線分析儀可自動對氨氮、總氯、有機碳、COD等各項參數(shù)進行實時有效地監(jiān)測。“ARM + 單片機”架構(gòu)，模塊化硬件設(shè)計，加上豐富的擴展接口，可有效滿足用戶多樣化定制需求。適用于生物制藥、污水處理、材料處理、采礦、印刷、石油天然氣、食品加工、塑料、汽車、半導(dǎo)體、冶金等領(lǐng)域
2. 功能特點
• 擴展接口豐富，硬件設(shè)計模塊化，便于集成二次開發(fā)；
• *密閉消解結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免高溫高壓密閉消解的可靠性難題；
• 采用“級聯(lián)排閥”替代傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)閥組”或“圓對稱閥組
• 采用基于“蠕動泵 + 液位傳感”的非接觸式計量進樣替代傳統(tǒng)基于“*”的接觸式計量進樣；
• *光路結(jié)構(gòu)，降低“環(huán)境溫度變化”對“光測量”的影響，提高測量準(zhǔn)確性；
• 無懼高硬度、高鹽度、高濁度、高含沙等惡劣工作環(huán)境；
• 停電保護及來電自動恢復(fù)測量，避免停電造成的數(shù)據(jù)丟失；
• 具備定期反沖洗和除藻功能，，大大減少儀器的維護工作。
- 產(chǎn)品*搭配
（1）污染因子在線監(jiān)測單元
● *指數(shù)（酸法/堿法）
工作原理：
在酸性/堿性、加熱條件下，*將樣品中的某些有機物和無機還原性物質(zhì)氧化，反應(yīng)后加入過量的草酸鈉還原剩余的*，再加入已知量的*標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化剩余的草酸鈉；于525 nm波長處測定剩余*的吸光度并換算成相應(yīng)的高錳酸鹽指數(shù)
性能參數(shù)：
氨氮（水楊酸法）
工作原理：
在堿性條件下，試樣中的氨、銨離子與次氯酸根反應(yīng)生成氯胺;在40°C和催化劑存在的條件下，氯胺與水楊酸在堿性條件下，試樣中的氨、銨離子與次氯酸根反應(yīng)生成氯胺;在40°C和催化劑存在的條件下，氯胺與水楊酸鹽反應(yīng)生成藍綠色絡(luò)合物，于660nm波 長處測量其吸光度并換算成相應(yīng)的濃度值。
性能參數(shù)：
總磷（鉬藍法）
工作原理(“過硫酸鹽+加熱+紫外”消解+鉬藍分光光度法)
在加熱和紫外照射條件下，過硫酸鹽分解出的原子態(tài)氧將含磷化合物中的磷元素轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽(測量正磷酸鹽無需此步驟) ;在酸性介質(zhì)和銻鹽條件下，正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)生成的磷鉬雜多酸被抗壞血酸還原成藍色的絡(luò)合物，于700 nm波長處測定其吸光度并換算成相應(yīng)的濃度值。
性能參數(shù)
總氮（220nm/360nm）
工作原理：
在堿性、加熱和紫外照射條件下，過硫酸鹽分解出的原子態(tài)氧將含氮化合物中的氮元索轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，于220 nm/360nm波長處測定其吸光度井換算成相應(yīng)的濃度值。
性能參數(shù)：
（2）常規(guī)五參
PH水質(zhì)檢測儀+溫度
● 參比電極雙鹽橋設(shè)計，耐介質(zhì)反滲，傳感器使用壽命更長；
● 環(huán)狀滲出界面，不易堵塞，耐污染性更強；
● 自動溫度補償功能，檢測漂移小，精度可達±0.1℃。
電導(dǎo)率水質(zhì)檢測儀
● 四電極設(shè)計，不怕離子云干擾；
● RS485輸出，支持Modbus，可開放通訊協(xié)議；
● 傳感器系數(shù)一致性強，每支傳感器的系數(shù)均為0.3左右。
濁度水質(zhì)檢測儀
● 一體式光學(xué)法測量原理，數(shù)字調(diào)制濾波技術(shù)，消除光環(huán)境影響；
● 防護等級IP68，可直接投入式安裝；
● 電路做防水防潮保護設(shè)計，與流通槽相互隔離，無懼潮濕惡劣環(huán)境。
溶解氧水質(zhì)檢測儀
● 一體式光學(xué)法濁度變送器，防護等級IP68
● 溫度補償設(shè)計，測量更準(zhǔn)確；
● 無電解液，不受物質(zhì)交叉干擾。
- 自動監(jiān)測站整機產(chǎn)品參數(shù)
整機配置
占地面積
1.5平方米
質(zhì)量
320kg
尺寸
171cm×92cm×191cm
機柜材料
304不銹鋼材料
保溫方式
機柜箱體夾裝保溫層和冷暖空調(diào)
采水方式
500W自吸泵（可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整為潛水泵）
安裝環(huán)境
要求
電源適應(yīng)性
AC 220V±10%，50Hz±1%
整機功率
2.5KW（峰值功率）
整機功能
參數(shù)
人機交互方式
15寸LCD觸摸屏，中文顯示及指令輸入
通訊接口
232、485、網(wǎng)口
管路反沖洗
空氣壓縮泵（選配）
五參數(shù)電極自動清洗方式
氣液混流自動沖洗
維護周期
每次時長約一小時
五參數(shù)水槽
滅菌方式
銅滅菌
儲存容量
至少三年以上的數(shù)據(jù)存儲容量，掉電也不丟失數(shù)據(jù)
斷電保護
通過程序控制，實現(xiàn)儀器停電保護及來電自動管路沖洗和恢復(fù)測量。
五．智慧云平臺
該系統(tǒng)釆用高可靠性、高精度、高靈敏度、長壽命的水質(zhì)分析儀，保證實時準(zhǔn)確的測量水質(zhì)參數(shù)，通過模塊實時的將經(jīng)過嵌入式控制器重新組包的水質(zhì)監(jiān)測值發(fā)送至智慧云平臺。云平臺具備以下特點：
高度集成：水質(zhì)監(jiān)測儀器柜集成了水質(zhì)監(jiān)測傳感器、采集模塊、控制器、模塊，并預(yù)留了擴展空間。
維護便捷化：云平臺可查詢各監(jiān)測站的儀器狀態(tài)，水質(zhì)監(jiān)測站釆用模塊化設(shè)計，同時預(yù)留有測試接口，方便維護人員監(jiān)測各儀器的狀態(tài)。數(shù)據(jù)輸出方式多樣，可滿足不同監(jiān)測站的需要；
高穩(wěn)定性：系統(tǒng)采用嵌入式操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，硬件采用高性能核心處理器，運行高效，反應(yīng)靈敏；
多種安裝方式（壁掛、基座、移動安裝架）可供選擇；
連續(xù)監(jiān)測，對水質(zhì)監(jiān)測節(jié)點進行不間斷分析；
易維護，在日常維護中只需及時添加試劑及簡單清洗，無需其它操作。
云平臺功能展示：
● 關(guān)鍵數(shù)據(jù)動態(tài)展示：對各監(jiān)測點實時工藝進行展示，包括設(shè)備運行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、監(jiān)管參數(shù)等。以量化數(shù)據(jù)直觀、精準(zhǔn)展現(xiàn)水質(zhì)改善程度，保障治理防護工作開展，以及日常巡護監(jiān)管到位；
水質(zhì)參數(shù)Web監(jiān)控：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統(tǒng)，查看監(jiān)測現(xiàn)場，直接操作現(xiàn)場設(shè)備；
業(yè)務(wù)決策高效率：基于云計算服務(wù)和大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)支撐，面向多樣性海量數(shù)據(jù)進行整合處理與關(guān)聯(lián)分析，更大化數(shù)據(jù)信息價值，提高業(yè)務(wù)決策效率；
數(shù)據(jù)信息可視化：監(jiān)控大屏直觀管理各級設(shè)備、數(shù)據(jù)監(jiān)測、報警響應(yīng)、可視化視頻影像等多方面監(jiān)管信息，以及具體業(yè)務(wù)服務(wù)開展執(zhí)行；
遠程監(jiān)控操作：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統(tǒng)，查看監(jiān)測現(xiàn)場，直接操作現(xiàn)場設(shè)備；
統(tǒng)一管理用戶：不同的操作權(quán)限實現(xiàn)了不同級別操作人員對數(shù)據(jù)訪問范圍和數(shù)據(jù)讀寫性的嚴格控制，建立統(tǒng)一用戶管理平臺，實現(xiàn)所有用戶的身份管理。
