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小（微）型水质监测站在线水质分析仪 

建设方案

小（微）型水质监测站在线水质分析仪 

目  录

一． 项目背景 1

二． 方案建设 1

1. 建设原则 1

2. 建设目标 2

3. 方案特点 2

三． 方案构成 3

1. 系统架构 3

四． 相关产品 5

1. 产品概述 5

2. 功能特点 5

3. 产品*搭配 6

4. 自动监测站整机产品参数 8

五．智慧云平台 9.

在线水质分析仪 

项目背景

工业的高速发展也带来一系列环境问题，如水资源污染。赖以生存的物质基础，是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，它的安全与否与我们的生命健康息息相关，因此做好水质监测显得越来越重要。

传统的水质监测方式以人工现场釆样、实验室仪器分析为主。虽然在实验室中分析手段完备，但实验室监测存在监测频次低、釆样误差大、监测数据分散、不能实时反映水质变化状况等缺陷，难以满足和企业进行有效水质管理的需求。

因此，我们设计并实现了一个小（微）型水质自动监测站的方案，该方案以在线自动监测仪器微核心，结合现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、网络传输技术与大数据分析处理技术，构建了一个综合性的小型在线自动监测系统。

该系统具备现场采集控制技术和网络通信技术，可以避免地域环境限制，及时有效的掌握污水处理过程中的实时水质情况，不仅简化了繁琐的程序，还节约了监测时间，方便人们随时随地了解的被监测区域的水质情况。

• 方案建设

• 建设原则

• 自动化

为了解决现行的水质监测周期长，劳动强度大，实时性差等问题，实现水质监测全自动化已经成为了管理部门及时获得连续性的水质监测数据的有效手段。此外，釆用实时自动连续的监测技术也可以实现环境参数监测采集的完整性、实时性

• 智能化

系统在监测点对水质进行连续的釆集、处理、分析的同时，完成相关的水质监测数据的统计分析，实现全区域水质的指标综合评价，为管理部门决策提供科学依据。

• 网络化

工作人员无需在现场值守，只需通过网络即可将水质监测数据发送至监测控制中心的服务器。这一功能有助于相关部门建立大范围的监测网络收集环境监测数据，实现对水质监测信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印，以及各单位之间信息的互访共享操作。

• 信息化管理

云平台将各监测点的数据进行统计、分类和组合，建立水质实时监测数据库，为大区域水质安全提供决策性的依据。

• 建设目标

• 为环境管理和环境科学研究提供数据和资料；

• 探明污染原因，为水污染的研究提供进一步的理论基础；

• 获取当前水体的水质状况数据，为以后逬行水质评价提供数据基础；

• 获取水体污染物的分布状况，用来预测水体污染的变化趋势、追溯污染物来源等；

• 为防止污染措施的实际效果提供反馈。

• 方案特点

• 体积小、成本低、功耗低、操作方便、实用价值高；

• 用户可通过无线的方式把采集的数据传递回来；

• 系统采用开放式结构，在软硬件方面，保证具有良好的扩展性，用户在后续的使用者可不断地升级完善；

• 系统可预置多个时段，将实时数据转化为时段数据；

• 占地面积小，施工周期短、安全灵活，可移址；

• 五参数与各污染物物因子监测单元相互独立，运行更稳定；

• 建立集中存储、共享、分发水务数据的公共数据平台，为决策和业务系统建设提供数据支持；

采用冷暖空调，机柜箱体设置了保温层，双重恒温措施，有效减少应环境温度变化造成的检测误差，同时延长试剂保证期。

• 系统设备采用高规格工业级设计、研发、测试、生产，通过专业测试环境严格测试，可以满足现场的复杂恶劣环境，大大减少和简化了系统的维护和售后工作。

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三．方案构成

1.系统架构

水质自动监测站主要由环境数据采集显示层、环境数据通信网络层、环境在线云平台层四部分组成。

环境数据采集显示层：该部分由水质五参数测定仪（温度、PH值、电导率、溶解氧、浊度）、污染物因子在线监测仪、辅助系统（采水单元、超标留样器、反冲洗单元、2-3级沉沙单元、除藻单元等）和流量计构成。

环境数据通信网络层：该部分由工控机、信号采集转换器、I/O单元和无线网络等构成。现场控制级和监控管理级组成控制系统，控制系统通过无线网络进行远程通信。

环境在线云平台层： 该部分是物联网环境监控系统与用户的接口。云平台可根据监控点的数量及监控点的仪器，灵活配置或定制实时画面、历史数据画面、报表、统计分析、实时报警、维护提醒等功能。

• 相关产品
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  1. 产品概述

  云传物联水质在线分析仪可自动对氨氮、总氯、有机碳、COD等各项参数进行实时有效地监测。“ARM + 单片机”架构，模块化硬件设计，加上丰富的扩展接口，可有效满足用户多样化定制需求。适用于生物制药、污水处理、材料处理、采矿、印刷、石油天然气、食品加工、塑料、汽车、半导体、冶金等领域

  2. 功能特点

  • 扩展接口丰富，硬件设计模块化，便于集成二次开发；

  • *密闭消解结构设计，避免高温高压密闭消解的可靠性难题；

  • 采用“级联排阀”替代传统的“旋转阀组”或“圆对称阀组

  • 采用基于“蠕动泵 + 液位传感”的非接触式计量进样替代传统基于“*”的接触式计量进样；

  • *光路结构，降低“环境温度变化”对“光测量”的影响，提高测量准确性；

  • 无惧高硬度、高盐度、高浊度、高含沙等恶劣工作环境；

  • 停电保护及来电自动恢复测量，避免停电造成的数据丢失；

  • 具备定期反冲洗和除藻功能，，大大减少仪器的维护工作。

• 产品*搭配

• （1）污染因子在线监测单元

  ● 指数（酸法/碱法）

  工作原理：

  在酸性/碱性、加热条件下，将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的，再加入已知量的标准溶液氧化剩余的草酸钠；于525 nm波长处测定剩余的吸光度并换算成相应的高锰酸盐指数

• 性能参数：

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  氨氮（水杨酸法）

  工作原理：

  在碱性条件下，试样中的氨、铵离子与次氯酸根反应生成氯胺;在40°C和催化剂存在的条件下，氯胺与水杨酸在碱性条件下，试样中的氨、铵离子与次氯酸根反应生成氯胺;在40°C和催化剂存在的条件下，氯胺与水杨酸盐反应生成蓝绿色络合物，于660nm波 长处测量其吸光度并换算成相应的浓度值。

  性能参数：

•  

  总磷（钼蓝法）

  工作原理(“过硫酸盐+加热+紫外”消解+钼蓝分光光度法)

  在加热和紫外照射条件下，过硫酸盐分解出的原子态氧将含磷化合物中的磷元素转化为正磷酸盐(测量正磷酸盐无需此步骤) ;在酸性介质和锑盐条件下，正磷酸盐与钼酸铵反应生成的磷钼杂多酸被抗坏血酸还原成蓝色的络合物，于700 nm波长处测定其吸光度并换算成相应的浓度值。

• 性能参数

• 

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  总氮（220nm/360nm）

  工作原理：

  在碱性、加热和紫外照射条件下，过硫酸盐分解出的原子态氧将含氮化合物中的氮元索转化为硝酸盐，于220 nm/360nm波长处测定其吸光度井换算成相应的浓度值。

  性能参数：

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  （2）常规五参

  PH水质检测仪+温度

  ●  参比电极双盐桥设计，耐介质反渗，传感器使用寿命更长；

  ●  环状渗出界面，不易堵塞，耐污染性更强；

  ●  自动温度补偿功能，检测漂移小，精度可达±0.1℃。

   

  电导率水质检测仪

  ●  四电极设计，不怕离子云干扰；

  ●  RS485输出，支持Modbus，可开放通讯协议；

  ●  传感器系数一致性强，每支传感器的系数均为0.3左右。

   

  浊度水质检测仪

  ●   一体式光学法测量原理，数字调制滤波技术，消除光环境影响；

  ●   防护等级IP68，可直接投入式安装；

  ●   电路做防水防潮保护设计，与流通槽相互隔离，无惧潮湿恶劣环境。

   

  溶解氧水质检测仪

  ●  一体式光学法浊度变送器，防护等级IP68

  ●  温度补偿设计，测量更准确；

  ●  无电解液，不受物质交叉干扰。

   

• 自动监测站整机产品参数

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  整机配置	占地面积	1.5平方米
  	质量	320kg
  	尺寸	171cm×92cm×191cm
  	机柜材料	304不锈钢材料
  	保温方式	机柜箱体夹装保温层和冷暖空调
  	采水方式	500W自吸泵（可根据现场情况调整为潜水泵）
  安装环境 要求	电源适应性	AC 220V±10%，50Hz±1%
  	整机功率	2.5KW（峰值功率）
  整机功能 参数	人机交互方式	15寸LCD触摸屏，中文显示及指令输入
  	通讯接口	232、485、网口
  	管路反冲洗	空气压缩泵（选配）
  	五参数电极自动清洗方式	气液混流自动冲洗
  	维护周期	每次时长约一小时
  	五参数水槽 灭菌方式	铜灭菌
  	储存容量	至少三年以上的数据存储容量，掉电也不丢失数据
  	断电保护	通过程序控制，实现仪器停电保护及来电自动管路冲洗和恢复测量。

   

   

  五．智慧云平台

  该系统釆用高可靠性、高精度、高灵敏度、长寿命的水质分析仪，保证实时准确的测量水质参数，通过模块实时的将经过嵌入式控制器重新组包的水质监测值发送至智慧云平台。云平台具备以下特点：

  高度集成：水质监测仪器柜集成了水质监测传感器、采集模块、控制器、模块，并预留了扩展空间。

  维护便捷化：云平台可查询各监测站的仪器状态，水质监测站釆用模块化设计，同时预留有测试接口，方便维护人员监测各仪器的状态。数据输出方式多样，可满足不同监测站的需要；

  高稳定性：系统采用嵌入式操作系统为基础，硬件采用高性能核心处理器，运行高效，反应灵敏；

  多种安装方式（壁挂、基座、移动安装架）可供选择；

  连续监测，对水质监测节点进行不间断分析；

  易维护，在日常维护中只需及时添加试剂及简单清洗，无需其它操作。

   

  云平台功能展示：

  ● 关键数据动态展示：对各监测点实时工艺进行展示，包括设备运行状态、环境数据、监管参数等。以量化数据直观、展现水质改善程度，保障治理防护工作开展，以及日常巡护监管到位；

•  水质参数Web监控：管理人员可以在任何平台通过浏览器登陆系统，查看监测现场，直接操作现场设备；

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• 业务决策高效率：基于云计算服务和大数据平台技术支撑，面向多样性海量数据进行整合处理与关联分析，更大化数据信息价值，提高业务决策效率；

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• 数据信息可视化：监控大屏直观管理各级设备、数据监测、报警响应、可视化视频影像等多方面监管信息，以及具体业务服务开展执行；

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• 远程监控操作：管理人员可以在任何平台通过浏览器登陆系统，查看监测现场，直接操作现场设备；

•  统一管理用户：不同的操作权限实现了不同级别操作人员对数据访问范围和数据读写性的严格控制，建立统一用户管理平台，实现所有用户的身份管理。