水質在線監測系統（On-line Water Quality Monitoring System）

水質在線監測系統是以在線分析儀表和實驗室研究需求為服務目標，以提供具有代表性、及時性和可靠性的樣品信息為核心任務，運用自動控制技術、計算機技術并配以專業軟件，組成一個從取樣、預處理、分析到數據處理及存貯的完整系統，從而實現對樣品的在線自動監測。

自動監測系統一般包括取樣系統、預處理系統、數據采集與控制系統、在線監測分析儀表、數據處理與傳輸系統及遠程數據管理中心，這些分系統既各成體系，又相互協作，以完成整個在線自動監測系統的連續可靠地運行。

水質在線監測系統主要應用于以下領域和行業：

1. 水源地監測：用于監測水源地的水質，以確保水源的質量。

2. 環保監測站：用于監測江河湖泊、水庫等水體的水質，以評估水體的健康狀態。

3. 市政水處理過程：用于監測水的處理過程，以確保處理后的水質符合標準。

4. 市政管網水質監督：用于監測市政管網中的水質，以確保供水安全。

5. 農村自來水監控：用于監控農村自來水的質量，以確保村民的飲用水安全。

6. 循環冷卻水、泳池水運行管理：用于監測循環冷卻水和泳池水的水質，以確保其正常運行和管理。

7. 工業水源循環利用：用于監測工業水源的循環利用情況，以確保其再利用的水質符合標準。

8. 工廠化水產養殖：用于監測養殖池的水質，以確保養殖的水產質量。

1. 城市的環保監測站，通過使用水質在線監測系統，成功地監測了該市的江河湖泊、水庫等水體的水質，并提供了及時、準確的數據，為政府和環保機構提供了決策依據。

2. 自來水廠，通過使用水質在線監測系統，實現了對水源地、水處理過程和市政管網水質的實時監測，確保了供水安全和穩定。

3. 工業園區，通過使用分布式水質監測系統，實現了對園區內多個企業的水源利用情況的監測和管理，提高了水源的利用效率和管理水平。

4. 水產養殖場，通過使用智能遠程水質監測系統，實現了對養殖池水質的實時監測和數據分析，提高了養殖效率和產品質量。

水質監測系統架構

系統需集成采配水單元、供電單元、預處理系統，整套裝置內需配備監測設備、數據管理及控制單元、輔助系統、數據采集和控制單元等，需滿足儀器設備長期穩定運行要求。箱體采用不銹鋼材質，外部采用圍欄防護。整個系統占地面積小于1平方米。

2 供電系統

采用市電或太陽能供電系統。

3. 采配水系統

采樣單元的主要目的是采集具有一定代表性的水樣供在線分析儀表分析，并保證水樣在傳輸的管路中不發生物理、化學性質的變化。另因每個站點具體水文和地質情況有差異。

采水單元包括水泵、管路、供電及安裝結構部分。采水單元向系統提供可靠、有效的樣品水，能夠自動連續地與整個系統同步工作。采水管路的安裝保證安全可靠；

采樣頭在水面下0.5~1.0米浮動，并與水體底部有足夠的距離（枯水期＞1米），以保證不受水體底部泥沙的影響，具有防止進水口堵塞的措施；

采水泵和管路選用合適材質以避免對水樣產生污染，必要時采用可拆洗式設計，配備足夠的活動接頭，方便管路清洗維護；

采水泵和管路內徑配合，使水樣在管路中保持穩流狀態，減少對水中溶解氧參數的影響；采水管路安裝保溫材料，減少環境溫度對水樣溫度的影響；

在取水管道設有壓力或流量監控裝置，保證整個系統的正常運行；同時生成報警信息；

采水系統可通過手動或遠程調節連續或間歇方式工作，能夠根據監測要求現場或遠程設置監測頻次；

采水系統在建設時采用zui大化原則設計建設，水壓水量滿足分析單元的需要，保障在汛期或枯水期能正常工作，并且考慮將來增加分析項目的可能，采水量上留出足夠冗余；

系統留有比對試驗用取水口，方便水樣比對實驗的采水。

3.1 管線設計

1）采水泵組

采樣泵采用潛水泵或自吸泵。揚程>20米，系統設計流速：0.8～1.2米/秒，取水量滿足現有儀表及將來擴展的需要。

2）輸水管路

管道設計為單路，安裝時增加一條備用管路；輸水管在經過水泥地面時應在地面上開挖一條深20厘米、寬20厘米的溝便于鋪設管路；采樣點至岸邊段采用增強型鋼絲軟管，其余部分用DN25，灰色UPVC管，UPVC管材質化學及物理性能穩定對被測水樣不產生吸附、腐蝕、分解、氧化等任何物理化學作用。

系統能自動控制清洗泵和自吸泵處于工作和待機狀態，并定時啟動清洗泵對采樣管路進行反向沖洗，防止管路淤積泥沙，保證系統采樣穩定可靠；采樣管路鋪設避免U型連接，使管道排空不受影響。

為了避免環境溫度對水樣的影響及延緩管路老化可采取如下措施：

a、管路可采取地溝鋪設方式；

b、管路外部增加防凍防曬保溫層；

c、盡量縮短室外采樣管路長度。

4. 預處理系統

水樣預處理部分的主要作用是除去水樣中的泥沙等雜質等，使處理后的水樣能夠滿足分析儀表對水樣的要求。預處理裝置具有自動清洗及排空功能，預處理系統的自動運行及定時清洗由自動控制系統控制。

5．數據管理及控制單元

能夠自動采集分析儀器的監測數據，并分類保存；能夠采集分析儀器和集成系統各單元的工作狀態量，并以運行日志的形式記錄保存；斷電后能自動保存歷史數據和參數設置。

采用無線、有線的通訊方式滿足數據傳輸要求。具備對通訊鏈路的自動診斷功能，具備超時補發功能，可采用 4G 無線網絡傳輸方式。

控制單元實現對管路、電路的控制及數據的采集、傳輸工作，主要由工控機、PLC 電器控制系統的現場控制、各類閥門管路傳感器等部件組成?？刂茊卧凑疹A先設定的程序負責完成系統的采水配水控制，啟動各儀器測試等一系列的動作。

6．監測設備

在線檢測的具有高性價比、多參數、穩定可靠自動監測預警的裝置，監測傳感器采用免試劑檢測方法，配合連續監測清洗裝置測量，實現快速、連續測量免維護。對超標水體，系統將自動記錄超標數據，并根據報警設置進行現場報警。大大提高了監測效率，避免人工采樣的頻繁及降低日常監測的工作量。

（1）性能及特點

1）先進的電極傳感器測量技術，無需試劑，維護工作量小。

2）水樣預處理裝置采用免維護設計，自動去除水樣中大顆粒懸浮物，定期自動排污。管路采用耐腐蝕 UPVC管材閥門。

3）在線監測方式多樣化，可實現人工隨時測量、自動定時測量、自動周期性測量等測定方式。

4）監測數據存儲容量10年以上，智能化數據處理，可自動剔除由于儀器故障引起的異常突變值，使測量數據更準確。

5）數據傳輸具有TCP/IP\RS485\MQTT等多種信號輸出，直觀顯示含氯離子濃度mg/L值

6）無需藥劑及消耗品，無污染，真正環保。

7）超標自動報警。

8）本地數據觸摸屏顯示與瀏覽器web、微信小程序顯示。

（2）技術要求