CN113533671A - 一种户外微型水站在线监测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户外微型水站在线监测***，包括采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元，所述采配水单元、预处理单元、分析单元、数据采集与传输单元均和控制单元之间相互电性连接。本发明可以实现自动采配水、自动预处理、自动水质参数监测、自动数据上传及接受远程控制等功能，并可自动得到水样的温度、pH、电导率、浊度、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷及总氮九个水质参数的自动监测，该***集成于一个机柜内，为可以直接应用于户外的一体化集成***，通过将各个模块集中安装在柜体中，使得该装置具有占地面积小、可广泛布点、集成度极高、低功耗、安装便捷等特点。

Description

一种户外微型水站在线监测***

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种户外微型水站在线监测***。

背景技术

水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

但现有技术中，传统的监测水站各个模块是分开的，需要建一个房子，使得占地面积大、集成度低、功耗高、自动化低，并且传统水站建设复杂，耗费时间久。

发明内容

本发明提供了一种户外微型水站在线监测***，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种户外微型水站在线监测***，包括采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元，所述采配水单元、预处理单元、分析单元、数据采集与传输单元均和控制单元之间相互电性连接；

所述分析单元包括五参数分析模块、高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块。

所述采配水单元的输出端与五参数分析模块输入端之间通过水管连接；

所述预处理单元的输入端与采配水单元的输出端之间通过水管连接，所述预处理单元的输出端分别与高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块的输入端通过水管连接。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述五参数分析模块包括水温传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述数据采集与传输单元用于按照分析周期执行，并实现远程控制、自动加密与备份，其中数据采集装置按照国家标准采用统一的通讯协议，以有线或无线的方式实施数据及主要状态参数的传输。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述控制单元用于***的各个组成单元，实现整个***各个单元协调工作。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述水预处理单元为沉淀池，所述水预处理单元用于去除地表水样品中沙砾、垃圾等大颗粒物质，并混匀水样，之后将过滤好的水样输送到高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块，满足分析单元不同分析模块的样品要求。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述采配水单元用于在控制单元的控制下，采集地表水样品，并将经过预处理单元处理的水样供给分析单元进行分析。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述分析单元用于通过电化学、光学、湿法化学等方法，对采配水单元与预处理单元输送来的水样进行水质参数分析测试，之后将测试完成的废液水样排出。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元均集成于一个机柜内，机柜占地面积不大于2平方米。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块分别采用高锰酸盐指数水质在线分析仪、氨氮水质在线分析仪、总磷水质在线分析仪、总氮水质在线分析仪。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明首先控制单元控制控制采配水单元采集地表水样品，然后一部分水样按照最短采水距离原则不经过任何预处理，直接送入五参数分析模块中，五参数分析模块中的水温传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器可探测将水样的水温、pH、溶解氧、电导率和浊度数据，并通过控制单元发送到数据采集与传输单元；采配水单元采集地表水样品剩下部分输送到预处理单元内，预处理单元通过沉淀池去除地表水样品中沙砾、垃圾等大颗粒物质，并混匀水样，之后将过滤好的水样输送到高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块，使得分析单元得到水样的高锰酸盐指数、氨氮、总磷及总氮数据，并通过控制单元发送到数据采集与传输单元，进而可以实现自动采配水、自动预处理、自动水质参数监测、自动数据上传及接受远程控制等功能，并可自动得到水样的温度、pH、电导率、浊度、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷及总氮九个水质参数的自动监测，该***集成于一个机柜内，为可以直接应用于户外的一体化集成***，通过将各个模块集中安装在柜体中，使得该装置具有占地面积小、可广泛布点、集成度极高、低功耗、安装便捷等特点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提出的一种户外微型水站在线监测***的结构示意图；

图2为本发明提出的一种户外微型水站在线监测***中五参数分析模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种户外微型水站在线监测***，包括采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元，采配水单元、预处理单元、分析单元、数据采集与传输单元均和控制单元之间相互电性连接；本***的采集环境温度为：-10℃-50℃；相对湿度：≤95％；大气压：80kPa-106kPa；供电电压：交流电压(220±22)V，(50±0.5)Hz；水样温度：0℃-50℃。

分析单元包括五参数分析模块、高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块。

采配水单元的输出端与五参数分析模块输入端之间通过水管连接；

预处理单元的输入端与采配水单元的输出端之间通过水管连接，预处理单元的输出端分别与高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块的输入端通过水管连接。

优选地，五参数分析模块包括水温传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器。

优选地，数据采集与传输单元用于按照分析周期执行，并实现远程控制、自动加密与备份，其中数据采集装置按照国家标准采用统一的通讯协议，以有线或无线的方式实施数据及主要状态参数的传输，数据采集和传输单元具有采集中央控制单元各类数据并输出的功能，数据采集和传输单元支持监测数据的无线传输与有线传输，有线传输具备网口输出。

优选地，控制单元用于***的各个组成单元，实现整个***各个单元协调工作。

优选地，水预处理单元为沉淀池，水预处理单元用于去除地表水样品中沙砾、垃圾等大颗粒物质，并混匀水样，之后将过滤好的水样输送到高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块，满足分析单元不同分析模块的样品要求。

优选地，采配水单元包含采水口、采水泵及相应管路、阀门等，采配水单元用于在控制单元的控制下，采集地表水样品，并将经过预处理单元处理的水样供给分析单元进行分析，采配水管路材质应具有足够的强度，可以承受内压，且具有极好的化学稳定性，不与水样中被测物产生物理和化学反应，性能可靠，使用年限长。

优选地，分析单元用于通过电化学、光学、湿法化学等方法，对采配水单元与预处理单元输送来的水样进行水质参数分析测试，之后将测试完成的废液水样排出，各分析模块的反应组件应采用防腐蚀耐高温材料，易于清洗，并加装防护罩。

优选地，采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元均集成于一个机柜内，机柜占地面积不大于2平方米。

优选地，高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块分别采用高锰酸盐指数水质在线分析仪、氨氮水质在线分析仪、总磷水质在线分析仪、总氮水质在线分析仪。

本发明的工作原理是：

首先控制单元控制控制采配水单元采集地表水样品，然后一部分水样按照最短采水距离原则不经过任何预处理，直接送入五参数分析模块中，五参数分析模块中的水温传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器可探测将水样的水温、pH、溶解氧、电导率和浊度数据，并通过控制单元发送到数据采集与传输单元；

采配水单元采集地表水样品剩下部分输送到预处理单元内，预处理单元通过沉淀池去除地表水样品中沙砾、垃圾等大颗粒物质，并混匀水样，之后将过滤好的水样输送到高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块，使得分析单元得到水样的高锰酸盐指数、氨氮、总磷及总氮数据，并通过控制单元发送到数据采集与传输单元。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，包括采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元，所述采配水单元、预处理单元、分析单元、数据采集与传输单元均和控制单元之间相互电性连接；

所述分析单元包括五参数分析模块、高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块。

所述采配水单元的输出端与五参数分析模块输入端之间通过水管连接；

所述预处理单元的输入端与采配水单元的输出端之间通过水管连接，所述预处理单元的输出端分别与高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块的输入端通过水管连接。

2.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述五参数分析模块包括水温传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述数据采集与传输单元用于按照分析周期执行，并实现远程控制、自动加密与备份，其中数据采集装置按照国家标准采用统一的通讯协议，以有线或无线的方式实施数据及主要状态参数的传输。

4.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述控制单元用于***的各个组成单元，实现整个***各个单元协调工作。

5.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述水预处理单元为沉淀池，所述水预处理单元用于去除地表水样品中沙砾、垃圾等大颗粒物质，并混匀水样，之后将过滤好的水样输送到高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块，满足分析单元不同分析模块的样品要求。

6.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述采配水单元用于在控制单元的控制下，采集地表水样品，并将经过预处理单元处理的水样供给分析单元进行分析。

7.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述分析单元用于通过电化学、光学、湿法化学等方法，对采配水单元与预处理单元输送来的水样进行水质参数分析测试，之后将测试完成的废液水样排出。

8.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述采配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元以及数据采集与传输单元均集成于一个机柜内，机柜占地面积不大于2平方米。

9.根据权利要求1所述的一种户外微型水站在线监测***，其特征在于，所述高锰酸盐指数分析模块、氨氮分析模块、总磷分析模块、总氮分析模块分别采用高锰酸盐指数水质在线分析仪、氨氮水质在线分析仪、总磷水质在线分析仪、总氮水质在线分析仪。

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