小（微）型水質監測站在線水質分析儀 

建設方案

小（微）型水質監測站在線水質分析儀 

目  錄

一． 項目背景 1

二． 方案建設 1

1. 建設原則 1

2. 建設目標 2

3. 方案特點 2

三． 方案構成 3

1. 系統架構 3

四． 相關產品 5

1. 產品概述 5

2. 功能特點 5

3. 產品*搭配 6

4. 自動監測站整機產品參數 8

五．智慧云平臺 9.

在線水質分析儀 

項目背景

工業的高速發展也帶來一系列環境問題，如水資源污染。賴以生存的物質基礎，是維系地球生態環境可持續發展的首要條件，它的安全與否與我們的生命健康息息相關，因此做好水質監測顯得越來越重要。

傳統的水質監測方式以人工現場釆樣、實驗室儀器分析為主。雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監測存在監測頻次低、釆樣誤差大、監測數據分散、不能實時反映水質變化狀況等缺陷，難以滿足和企業進行有效水質管理的需求。

因此，我們設計并實現了一個小（微）型水質自動監測站的方案，該方案以在線自動監測儀器微核心，結合現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、網絡傳輸技術與大數據分析處理技術，構建了一個綜合性的小型在線自動監測系統。

該系統具備現場采集控制技術和網絡通信技術，可以避免地域環境限制，及時有效的掌握污水處理過程中的實時水質情況，不僅簡化了繁瑣的程序，還節約了監測時間，方便人們隨時隨地了解的被監測區域的水質情況。

• 方案建設

• 建設原則

• 自動化

為了解決現行的水質監測周期長，勞動強度大，實時性差等問題，實現水質監測全自動化已經成為了管理部門及時獲得連續性的水質監測數據的有效手段。此外，釆用實時自動連續的監測技術也可以實現環境參數監測采集的完整性、實時性

• 智能化

系統在監測點對水質進行連續的釆集、處理、分析的同時，完成相關的水質監測數據的統計分析，實現全區域水質的指標綜合評價，為管理部門決策提供科學依據。

• 網絡化

工作人員無需在現場值守，只需通過網絡即可將水質監測數據發送至監測控制中心的服務器。這一功能有助于相關部門建立大范圍的監測網絡收集環境監測數據，實現對水質監測信息的在線查詢、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

云平臺將各監測點的數據進行統計、分類和組合，建立水質實時監測數據庫，為大區域水質安全提供決策性的依據。

• 建設目標

• 為環境管理和環境科學研究提供數據和資料；

• 探明污染原因，為水污染的研究提供進一步的理論基礎；

• 獲取當前水體的水質狀況數據，為以后逬行水質評價提供數據基礎；

• 獲取水體污染物的分布狀況，用來預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據傳遞回來；

• 系統采用開放式結構，在軟硬件方面，保證具有良好的擴展性，用戶在后續的使用者可不斷地升級完善；

• 系統可預置多個時段，將實時數據轉化為時段數據；

• 占地面積小，施工周期短、安全靈活，可移址；

• 五參數與各污染物物因子監測單元相互獨立，運行更穩定；

• 建立集中存儲、共享、分發水務數據的公共數據平臺，為決策和業務系統建設提供數據支持；

采用冷暖空調，機柜箱體設置了保溫層，雙重恒溫措施，有效減少應環境溫度變化造成的檢測誤差，同時延長試劑保證期。

• 系統設備采用高規格工業級設計、研發、測試、生產，通過專業測試環境嚴格測試，可以滿足現場的復雜惡劣環境，大大減少和簡化了系統的維護和售后工作。

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三．方案構成

1.系統架構

水質自動監測站主要由環境數據采集顯示層、環境數據通信網絡層、環境在線云平臺層四部分組成。

環境數據采集顯示層：該部分由水質五參數測定儀（溫度、PH值、電導率、溶解氧、濁度）、污染物因子在線監測儀、輔助系統（采水單元、超標留樣器、反沖洗單元、2-3級沉沙單元、除藻單元等）和流量計構成。

環境數據通信網絡層：該部分由工控機、信號采集轉換器、I/O單元和無線網絡等構成。現場控制級和監控管理級組成控制系統，控制系統通過無線網絡進行遠程通信。

環境在線云平臺層： 該部分是物聯網環境監控系統與用戶的接口。云平臺可根據監控點的數量及監控點的儀器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數據畫面、報表、統計分析、實時報警、維護提醒等功能。

• 相關產品
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  1. 產品概述

  云傳物聯水質在線分析儀可自動對氨氮、總氯、有機碳、COD等各項參數進行實時有效地監測。“ARM + 單片機”架構，模塊化硬件設計，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、半導體、冶金等領域

  2. 功能特點

  • 擴展接口豐富，硬件設計模塊化，便于集成二次開發；

  • *密閉消解結構設計，避免高溫高壓密閉消解的可靠性難題；

  • 采用“級聯排閥”替代傳統的“旋轉閥組”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基于“*”的接觸式計量進樣；

  • *光路結構，降低“環境溫度變化”對“光測量”的影響，提高測量準確性；

  • 無懼高硬度、高鹽度、高濁度、高含沙等惡劣工作環境；

  • 停電保護及來電自動恢復測量，避免停電造成的數據丟失；

  • 具備定期反沖洗和除藻功能，，大大減少儀器的維護工作。

• 產品*搭配

• （1）污染因子在線監測單元

  ● 指數（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氧化，反應后加入過量的草酸鈉還原剩余的，再加入已知量的標準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的高錳酸鹽指數

• 性能參數：

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  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生成藍綠色絡合物，于660nm波 長處測量其吸光度并換算成相應的濃度值。

  性能參數：

•  

  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氧將含磷化合物中的磷元素轉化為正磷酸鹽(測量正磷酸鹽無需此步驟) ;在酸性介質和銻鹽條件下，正磷酸鹽與鉬酸銨反應生成的磷鉬雜多酸被抗壞血酸還原成藍色的絡合物，于700 nm波長處測定其吸光度并換算成相應的濃度值。

• 性能參數

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  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氧將含氮化合物中的氮元索轉化為硝酸鹽，于220 nm/360nm波長處測定其吸光度井換算成相應的濃度值。

  性能參數：

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  （2）常規五參

  PH水質檢測儀+溫度

  ●  參比電極雙鹽橋設計，耐介質反滲，傳感器使用壽命更長；

  ●  環狀滲出界面，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℃。

   

  電導率水質檢測儀

  ●  四電極設計，不怕離子云干擾；

  ●  RS485輸出，支持Modbus，可開放通訊協議；

  ●  傳感器系數一致性強，每支傳感器的系數均為0.3左右。

   

  濁度水質檢測儀

  ●   一體式光學法測量原理，數字調制濾波技術，消除光環境影響；

  ●   防護等級IP68，可直接投入式安裝；

  ●   電路做防水防潮保護設計，與流通槽相互隔離，無懼潮濕惡劣環境。

   

  溶解氧水質檢測儀

  ●  一體式光學法濁度變送器，防護等級IP68

  ●  溫度補償設計，測量更準確；

  ●  無電解液，不受物質交叉干擾。

   

• 自動監測站整機產品參數

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  整機配置	占地面積	1.5平方米
  	質量	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
  	采水方式	500W自吸泵（可根據現場情況調整為潛水泵）
  安裝環境 要求	電源適應性	AC 220V±10%，50Hz±1%
  	整機功率	2.5KW（峰值功率）
  整機功能 參數	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、網口
  	管路反沖洗	空氣壓縮泵（選配）
  	五參數電極自動清洗方式	氣液混流自動沖洗
  	維護周期	每次時長約一小時
  	五參數水槽 滅菌方式	銅滅菌
  	儲存容量	至少三年以上的數據存儲容量，掉電也不丟失數據
  	斷電保護	通過程序控制，實現儀器停電保護及來電自動管路沖洗和恢復測量。

   

   

  五．智慧云平臺

  該系統釆用高可靠性、高精度、高靈敏度、長壽命的水質分析儀，保證實時準確的測量水質參數，通過模塊實時的將經過嵌入式控制器重新組包的水質監測值發送至智慧云平臺。云平臺具備以下特點：

  高度集成：水質監測儀器柜集成了水質監測傳感器、采集模塊、控制器、模塊，并預留了擴展空間。

  維護便捷化：云平臺可查詢各監測站的儀器狀態，水質監測站釆用模塊化設計，同時預留有測試接口，方便維護人員監測各儀器的狀態。數據輸出方式多樣，可滿足不同監測站的需要；

  高穩定性：系統采用嵌入式操作系統為基礎，硬件采用高性能核心處理器，運行高效，反應靈敏；

  多種安裝方式（壁掛、基座、移動安裝架）可供選擇；

  連續監測，對水質監測節點進行不間斷分析；

  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：

  ● 關鍵數據動態展示：對各監測點實時工藝進行展示，包括設備運行狀態、環境數據、監管參數等。以量化數據直觀、展現水質改善程度，保障治理防護工作開展，以及日常巡護監管到位；

•  水質參數Web監控：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場，直接操作現場設備；

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• 業務決策高效率：基于云計算服務和大數據平臺技術支撐，面向多樣性海量數據進行整合處理與關聯分析，更大化數據信息價值，提高業務決策效率；

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• 數據信息可視化：監控大屏直觀管理各級設備、數據監測、報警響應、可視化視頻影像等多方面監管信息，以及具體業務服務開展執行；

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• 遠程監控操作：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場，直接操作現場設備；

•  統一管理用戶：不同的操作權限實現了不同級別操作人員對數據訪問范圍和數據讀寫性的嚴格控制，建立統一用戶管理平臺，實現所有用戶的身份管理。