水质在线监测系统精选(九篇)
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第1篇：水质在线监测系统范文
关键词：水质；自动监测；日常运营； 精细化维护；
水质自动监测系统只有在确保系统能够正常、稳定的持续运行，得到有效数据的情况下，才可真正在水质监测中能起到重要的预警作用。由于本系统的运行涉及到自动化、环境监测、化学分析等多个学科、跨领域的知识，因此必须对其进行专业、系统的日常维护工作，同时也对运维人员的素质提出了较高的要求。
南海区水源水质自动监测系统（以下简称“南海水站监测系统”）位于佛山市南海区狮山镇北江大提，是一套以19台自动分析仪器为核心，从水样的采集、过滤、分析到数据的显示、传输、存储等全自动化的监测系统。其监测断面为东平水道的北江流域，是佛山市南海区第二水厂的取水点（该水厂是佛山市日供水量最多的自来水厂之一），该系统能实时、连续、准确地掌握和评估东平河水质状况及动态变化趋势。
我公司在完成南海水站监测系统的前期建设和中期的安装调试验收工作后，受佛山市南海区环境保护监测站委托，从系统试运行开始，就一直负责系统的日常运行与维护管理，水质自动监测站是否能持续长期正常运行，取决于仪表的日常维护工作是否做好，精细化的维护能够延长设备的使用寿命。以下是我司针对部分参数列举的日常维护内容：
1、五参数的维护
每星期到达现场，检查仪表表面状况，室内环境状况，保持仪表表面洁净，无冷凝水，保持使用环境通风，无激烈振动。一旦出现异常，及时动作，解除干扰。
每星期检查仪表的显示状态，每三个月检查连接电缆是否牢固。
经常检查电源供电电压。保证仪表使用的电源为220V/50Hz±10%，不正确电源有可能造成仪表烧毁。如果供电电源波动超过容许范围，我们会立即将仪表的电源断开。（为保证仪表能够恢复其内存参数，断电后最少在10分钟后再接上电源）
仪表与传感器之间信号线性关系是准确测量的保证，所以，除了保证传感器正常可靠以外，定期的检查与校正也是准确测量的保证。每个星期应检查所有传感器（包括温度、电导、PH、溶解氧、浊度）连接是否完好，电缆线是否有破损，传感器表面是否结垢或脏污，及时发现问题并处理。
针对不同电极，应按其不同要求进行维护。
2、总磷总氮日常维护
总磷、总氮分析仪是根据吸光法原理，将经消解的水样通入检测器，通过计算某一波长的吸光强度，得出总磷、总氮的含量。仪器的测量原理和装置的特性，决定了维护周期、维护量。
2.1.维护人员每周对仪器进行巡检，查看仪器运行情况，读取现场数据，确保没有异常状况。
2.2.仪器运行使用的试剂、纯水，维护人员每周进行检查，确保试剂、纯水充足，每隔两周试剂要更换一次，确保测量质量。
2.3.维护人员每月对仪器进行全面维护，检查仪器采水管路是否有脏、堵塞、脱离现象；装置内送液管是否有堵塞、漏、脱离、掉下现象；各电磁阀的动作是否正常；送液泵、气泵、试剂泵、各液体计量泵的动作是否正常，有否异常声音；加热室、检测器是否正常工作，有没漏液现象；打印机的工作是否正常，记录纸的剩余量；废液容器的储液量，是否需要回收处理；试剂容器、纯水容器的状况，是否需要清洗。
2.4.维护人员每三个月要对仪器管路、试剂容器进行清洗，六个月进行一次仪器易损配件、装置内管路更换，主要配件如试剂泵一年更换一次。
3、氨氮分析仪日常维护
氨氮分析仪采用气敏电极测试，运行比较稳定，日常维护能确保仪器测量质量，为水站提供可靠数据。在维护时应做到；
3.1.每周检查管路、试剂瓶状况，管路是否有气泡，试剂余量是否充足。
3.2.每两周更换试剂，在每次更换试剂后，做一次系统管路填充，然后做校准，查看校准结果如何，如不通过，查找原因。
3.3.每30天移位一次软管，每180天更换一次软管和T形片。
3.4.每月更换一次电解液，每三个月更换一次薄膜。
4、高锰酸盐指数分析仪
4.1.每周至少巡检一次，查看仪器运行情况，检查光度计的工作情况是否正常；卤光灯是否发光；各液位计是否正常工作；各蠕动泵是否正常工作；各阀门是否正常；ORP电极、Pt100、加热棒工作是否正常；检查调节模块各项功能。
4.2.每两周更换一次试剂，保证测量质量；三个月做一次手动校准；
4.3.每月清洗一次恒流器、光度计内管路、反应室和试剂瓶，减少仪器内环境污染造成的测量影响；
4.4.每三个月检查并清洁管道和接头，半年更换一次蠕动泵软管；
4.5. 每2年更换一次AnaCon2000模块的内部电池。
5、TOXcontrol毒性仪日常维护
毒性监测仪是采用深海发光菌（费歇尔弧菌）在水中遇毒性物质时本身发出的荧光强度发生衰变的原理进行毒性物质的检测。菌种本身对环境比较依赖，在维护的时候注重为其提供适应条件，尽量让测试更准确。
5.1.定期为仪器添加新的发光菌悬浮液。维护人员一周培养一次菌种，唤醒期为20小时，保存期为一周。一般添加20ml足够仪器测量一个星期，有时候菌种会因污染或不正确操作造成大量死亡，维护人员巡检时会查看历史数据，若存在异常，及时更换菌种。
5.2.维护人员每星期到达现场，负责配制盐溶液和控制样溶液并更换，清洗仪器内的所有模块、小黑管、进参考样和被测水样的管道、PMT光强测试盒，更换注射器。
5.3.维护人员每个月对仪器进行一次全面维护，将所有模块取出并清洁干净，清洗整个仪器并给定向臂杆、注射器马达上油。
5.4.每隔三个月，维护人员要更换小黑管、注射器尖头上的透明管套、进参考和实际水样的管子，检查风扇底部通风情况和仪器后面的通风情况，保证仪器一切正常，若其中一部分出现问题，马上采取方案解决问题。
5.5.每年维护人员要对仪器的温度、体积、光强进行校准，检查搅拌装置、传送带、定向臂的工作情况，判断工作是否正常，是否存在隐患。同时要注意检查运用程序的更新状况。
6、重金属分析仪日常维护
在线痕量金属分析仪是设计用来自动监测水中的痕量金属的，它使用电气化学技术中阳极溶出伏安法原理测量。仪器的维护频率由水样的特性和分析频率决定，一般，进行高频率的维护，可使仪器的数据更精确。
6.1.每两周至少进行一次蠕动泵的校准，一周要对工作电极表面进行清洗一次，在清洗完工作电极后，对工作电极重新镀膜。
第2篇：水质在线监测系统范文
关键词：纯化水；系统；PLC
一、制药工程纯化水系统概述
制药工程中，不可避免地需要用到纯化水。而制药方面所用纯化水对于整体制备过程中的各项过程有着严苛的需求。在对于整体的制备过程中，制药企业现阶段使用的纯化水系主要是将正常市政中的自来水，进行一系列加工处理，去除水体中不符合药物生产制造中对于水质要求的物质，最终达到纯化水质的目的，满足制药过程中对于纯化水的需求。
二、制药工程纯化水系统的在线检测与自动控制设计
1.制药工程纯化水生产的特点
在大多数制药工程中，纯化水的生产制备都是企业进行药品生产的一个重要环节，许多制药企业在纯化水生产过程中采取 24 小时持续作业的方式，这也对纯化水生产系统的持续运行能力提出了较高的要求。
2.纯化水系统的在线检测与自动控制
由于纯化水系统需要 24 小时持续运行，因此，自动化控制模块的设计就显现出了极大的必要性。纯化水系统的自动检测与在线控制主要由实时控制系统及相关模块实现的，实时控制系统主要负责对纯化水系统的生产运行整个流程中的各个环节进行实时的监管与控制，包括实时生产管理、生产过程互连锁、安全方面的连锁包括报警、供给顺序的过程控制、开关量与模拟量控制、过程I＼O等，水质的在线自动检测也可以通过在系统中配置在线电导率仪或在线电阻率仪等检测装置，实现实时的纯化水在线水质检测，并通过对水质检测数据的自动传输与分析，及时发现水质不合格的纯化水产品不进行有效处理，并通过实时控制系统对各设备的监控，找出生产设备中的故障部分，对故障予以及时排除。
三、制药工程纯化水系统自控流程
纯化水的生产与制备是制药工程中的重要环节，通常，纯化水系统的作业方式为24小时持续生产，由此，要求纯化水系统具有非常高的持续运行能力。在对持续生产过程进行制时，主要包含两个方面，一是实时控制层面，包含实施生产管理、生产过程互连锁、攻顺序的过程控制等，一是生产管理层面，包含准备各生产计划、调度方案等。在制药工业纯化水系统，自动控制流程主要包含四个部分，具体如下。
1.原水
原水罐、原水进水阀以及原水泵共同组成了原水部分，主要的功能是预处理原水，并将理之后的原水供给纯化水系统，在原水自动控制系统中，包含原水罐液位和原水进水阀锁操作，以便于保证原水管液位的数值与运行要求相符合。
2.预处理系统
在预处理系统中，主要包含多介质过滤器和软化器。原水即为市政供水，通过物理方法市政供水进行相应的处理，以便于保证其与膜纯化系统对水的要求相适应，具体说来，处理的措施主要包含将原水的浊度、硬度及污染指数降低，并将其中的氯化物等化学分的含量减少，将原水的pH值调节至规定范围之内，并对其他基本的水指标进行调整，满足膜纯化系统的进水要求之后，进人到此系统中l1]。实施预处理之后的水进人膜纯化系统后，可将系统的压力减轻，延长系统RO膜的使用寿命，并加快工作速度。
3.纯化制备
纯化制备中由三部分组成，分别为保安过滤器、RO膜和EDI监测仪，其所包含的自控系统操作比较多，如原水过滤、软化、温度控制。EDI、紫外设备状态等。
4.纯化水的储存与分配
在纯化水的储存系统中，组成部分包含罐体、温度和液位传感器、进出水阀和呼吸器。
纯化水制备完成之后，由储存系统负责储存，在纯化水机和储罐之间的循环、储罐和各用水点之间的循环工作中为自动控制系统的主要操作方式。而纯化水的分配系统中，主要的功能是输送纯化水，满足各个用水点的纯化水需求，控制泵的变频器纯化水在管道中的运行速度、电导率的检测控制为分配系统自控系统的主要操作。
四、关于纯化水系统在软硬件控制上的设计理念
1.软件
将纯化水系统的控制软件需具有三方面的条件，一是对于整个纯化水系统的控制；第二是对在软件上要能反映出对于设备在处理水质过程中每个步骤的控制；第三是在设计界面与结构上要能体现出对于设备上相应的基本操作与稻菹允尽K悸飞洗炕水系统控制软件的设计应基于PLC与上位机关联的应用，在系统编程的过程中满足对于设备各项常用功能的控制，充分考虑到在纯化水质过程中各设备所需的各种需求。
2.硬件
硬件上应该根据实际需求对于纯化水系统中的各项处理单元中的仪器配件，仪表选择，水体传输和制备的过程中可能用到的管路，阀门等设施静心严格筛选。对于使用PLC与上位机控制的方式时，对于模块的选择应当选取常规上能够具备微调功能的量程模块。在整体的设备运行方面要保证设备的流畅运行，确保在整个纯化水的制备过程中不出现任何人为不可控环节。
五、纯化水的制备
1.预处理
预处理系统部分是纯化水原水处理的重要环节，主要由多介质过滤器、软化器等部分构成，根据不同制药工程药品生产实际情况的差异，所用设备可能有所不同。这一部分的主要功能在于通过一系列的物理手段，对进入正式膜纯化处理前的原水进行初步的处理，由于市政自来水系统在自来水的效度过程中会使用氯化物进行消毒，并且原水中本身也可能存在一些其他化学成分或较大颗粒物，在预处理过程中，要对原水的化学成分进行过滤或消除，并要对酸碱值进行相应调整，同时还要尽可能降低其硬度、池度及污染指数，使其满足膜纯化处理的基本要求。这一阶段的自动控制，主要是进出水阀门与管道压力的监控，以及对预处理设备的自动控制与管理。
2.制备过程
纯化制备部分是纯化水系统自动控制的最主要环节，也是原水纯化的关键环节，在这一环节中，主要是通过膜纯化技术对经过预处理的原水进行纯化处理，生产出适用于药品生产的纯化水。纯化制备部分的构成因制药企业的生产条件不同，设备也有所区别，通常情况下都是由保安过滤器、RO 膜处理系统、监测仪器系统等构成，条件较好的制药企业会采用 TO C 检测仪器设备，进行对水质的实时在线检测，不具备条件的制药企业则是安装在线电导率仪来实现对水质的在线检测。纯化制备部分的自动控制主要包括原水自动过滤与软化、进水 /出水 /回水点到、温度自动控制、反渗透、ED I、液位、紫外设备状态、CIP/SIP 状态等。
3.储备与分配
制备完成后，所得纯化水要经特殊管道进入储备系统进行储备，实际的药物制造过程中，需要纯化水的部分会有相应的系统分配入所需的药品生产部门。因此在纯化水的储备与分配问题上，对于储备本身的容器有着极为系统的要求，包括相应的温度、液位、水质监测系统，对于传输管路的监测控制系统，相关的阀门控制系统等。在分配过程中对于水的输送动力通常有专门的水泵进行纯化水的输送。
参考文献：
第3篇：水质在线监测系统范文
1.1水质环境自动监测系统的产生
早在上世纪70年代初期，美国和日本等国开展了自动在线监测系统的研究，并率先在城市、企业、污水处理厂等区域开展自动在线监测，并逐渐形成了两种在线监测技术，一种是实时在线监测技术，另一种是间歇式在线监测技术，这两种监测技术的测定内容有水温、浊度、电导率、DO、氰化物、氟化物等[1]。随着总量控制制度的全面施行，在70年代末期又在测定内容中增添了T-N、T-P、COD等监测项目，通过远程监控体系将监测到的数据传送至环境执法部门，为其作出行政决策提供参考资料。近年来，随着环境保护力度的加大，地表水质环境得到极大改善，一些发达国家开始将市政污水排放监测纳入自动监测体系中，并将其视为重点监测项目。随着自动监测系统的推广和成熟，人们逐渐意识到一个新的问题：自动监测数据能否代表某一区域的水环境质量状况，也就是判断监测结果是否具有代表性。经过技术人员的改进研究发现，通过监测布点的优化可以提高监测结果的可靠性。此外，随着水土流失现象的加重，其水样监测再次成为在线监测系统的重点内容，新增监测项目促使自动监测系统需同时具备自动校正、自动清洗、报警、远程传输等功能[2]。
1.2自动在线监测系统的成熟和COD监测体系的应用
经过几十年的发展，水质环境自动监测系统已相当成熟，并逐渐展现出新的发展活力，世界各国对有机污染物监测的重视程度不断提高，使得COD（锰法和铬法）监测项目得到快速发展。水质富营养化的重要指标是T-N、T-P，关于这两项指标的监测系统开发得较早，相比之下水温、电导率、DO、浊度等监测项目的迫切性则远不如前述。COD监测体系的施行方法较多，从所用氧化剂角度分析可以分为锰法、铬法、OH-法、紫外法，其中，紫外法并不适用氧化剂，从测量方法角度分析可以分为库仑法和光学法。由于锰法、铬法所用氧化剂Mn、Cr6+都是有毒重金属，因此，以日本为代表的国家率先采用光吸收UV法来代替COD法，日本目前的COD自动在线监测仪保守量为3500台，UV仪有2500台。
2简易现场监测技术及其仪器的发展
由于我国幅员辽阔，水环境污染事故频发，简易现场监测技术与自动在线监测技术相比更加具有发展前景。在诸多简易现场监测技术中，XRF（车载型X线荧光光谱仪）是应用最多、测量最简便的一种监测手段，尤其在固体样品的监测中更加具有技术优势，不经消解处理即可直接用于监测。车载型GC是测量有机物污染的首选方法，在发达国家已得到普遍应用，但在我国的起步时间较晚，从技术优势来看，在我国有着广阔的市场前景。在现有推广应用的便携监测仪器中，最具发展前景的是PASTELUV型水质快速监测仪，该监测仪可在40s的时间内快速监测样品中的COD、TOC、BOD含量，这取决于其巧妙的设计原理和高集成的中心处理器[3]。其中心处理器可同时存储成千上万个样品实测图谱，通过对比分析实测图谱与标准方法的测量结果，可以得出最终测量值。因此，借助PASTELUV型水质快速监测仪不仅可以大大缩短监测时间，提高监测效率，而且还有效省略了繁杂的前处理程序，从而减少了使用化学试剂带来的二次污染。
3实验室监测技术及其仪器的发展
在第五次全国环境监测会议的倡导下，实验室监测技术及配套仪器得到快速发展，各级监测站也都添置了许多实验室监测分析仪器。这类仪器除可以用于常规环境监测外，还可用于实验室精密分析和科研分析，GS-MS（气相色谱-质谱仪）、HPLC-MC（液相色谱-质谱仪）、XRF、ICP-AES（等离子发射光谱仪）等都是监测站水环境监测常用的大型实验分析仪器[4]。
4结语
第4篇：水质在线监测系统范文
关键词：3G MODEM 水质监测 远程监控
中图分类号：P33 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0031-02
1 问题的提出
我国水资源总量大约为2.8万亿 m3，居世界第六位；但是人均占有量仅为2240 m3，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。我国的水资源现状不仅人均占有量低，还存在地区分布不平衡、水体污染日益加重、城市缺水情况凸显等问题。尤其是近年来很多地方区域经济的发展和过度开发的加剧，加重了局部水资源的负荷，也加剧了水源地的污染。水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一，已经引起国家和地方政府的高度重视[1-2]。因此，各地在治理水污染的同时，逐渐加强了对水源地水质的监测力度。
传统的水质监测工作以人工现场采样、实验室仪器分析为主。随着当今政府和企业对水环境管理要求的提高，水质在线自动监测成为相关的热点。通用的水质在线自动监测系统一般是通过各类水质监测仪/数据采集仪进行现场数据采集，然后将数据通过网络传输到监控中心服务器，由监控中心对各类数据进行分析对比，得出水污染的综合指标和趋势。
水质自动监测系统可快速而准确地获得水质监测数据。自动监测系统的应用，有助于水利及环保部门建立大范围的监测网络收集监测数据，以确定目标区域的污染状况和发展趋势。随着监测技术和仪器仪表工业的发展，水质监测工作更开始向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展[3-6]。
但是目前的水质自动监测系统往往在监控中心和现场监测设备之间建立稳定的通信网络，而这对于很多偏远的小型水源地的监测来说却是难以实现，铺设较长的网络线路包括各种网络中继设备或者直接采用无线通信方式，在实际应用中往往因地理环境的因素限制是不现实的或者代价过高的。因此，该文提出了一种基于工业级3G MODEM的水质远程监控系统。该系统主要以一种替代的方案解决了通用的水质自动监测系统的通信传输问题。
2 系统实现
针对上述的背景描述及需求分析，结合具体实践，该文认为水质自动监测系统在偏远地区应用，可采取如下方案：
（1）偏远地区水源地的污染一般是一个长期的过程，受到突发式污染的概率比较小，因此对于水质监测的实时性要求并不高。在这样的情况下，可以在数据采集部分增加大容量的存储器，实时存储采样检测后的数据，并在固定时间内由专门工作人员现场拷贝提取，再导入到监控中心数据库；
（2）在现场检测部分增加控制模块，设置各类指标的阈值范围。当控制模块检测到数据采集仪采集到的数据不在相应指标的阈值范围内时，将该信息以事先设定好的格式和内容转换成短信的方式通过3G MODEM进行远程传输；
（3）设定固定的间隔时间，控制模将各种水质检测仪/数据采集仪间隔时间点的设备状态信息，以事先设定好的格式和内容转换成短信的方式通过3G MODEM进行远程传输；
（4）远程监控中心的3G MODEM接收到短信后发送到控制模块，按照约定的格式解析成相应的信息，例如：污染指标情况、水质检测仪/数据采集仪设备状态情况等；
（5）远程监控中心将传统的控制命令（控制信号/数据）通过控制模块转换成短信的形式，并通过3G MODEM进行远程传输，水质检测仪/数据采集仪通过3G MODEM收到短信后，发送到控制模块，按照程序约定的格式解析成设备的控制信号，实现设备的远程控制开机、关机、重启等。其中，现场检测部分控制模块的处理流程图如图1所示。
基于上述方案，本文提出了基于3G MODEM的水质在线监测系统，其系统结构如图2所示。由图2可见，整个系统包括控制中心和现场检测两个部分，两端通过3G无线网络进行简单的短信通信。其中控制中心主要包含各类数据分析和管理模块，实现对水源地现场的设备和水质状况进行分析，并能够接受突况产生告警信息；现场检测部分大多与传统的水质自动监测系统一样，通过水源地检测点取样，经过各种检测设备检测后将数据通过控制模块存储到存储设备中，并将水质指标的异常情况和设备的异常情况，通过短信发送到控制中心。
本系统采用的工业级3G MODEM是一款基于CDMA2000 1X EV-DO的短信平台，内嵌工业级3G无线模块，具有RS232标准接口，能够直接与用户设备连接，实现短消息收发功能。
3 短信通信控制
本系统的核心在于控制中心和现场检测设备之间，在控制模块的管理下通过3G MODEM进行交互，以短信的方式实现控制中心和现场检测设备之间的必要通信。短信的传输过程是由3G MODEM设备接入3G无线网络自动实现的功能，而本系统主要是要解决控制模块对3G MODEM的控制过程，也就是说由控制模块来控制短信的收发，这是由控制模块调用标准AT命令来实现的。
短信通信控制主要完成短信的发送和接收，以及消息的组装、编码和解析。下面主要以短信发送为例来介绍控制模块如何驱动3G MODEM完成短信发送的功能。发送短信一般要经过启动端口、建立串口连接、短息编码、发送“发送短信”命令和关闭端口等动作。启动端口一般通过SerialPort类来实现，关键代码如下。
portld=CommPortldentifier.getPortIdentifier（“com1”）； //设置串口名称为com1
serialPort=（SerialPort）portld.open（PortOwner，2134）；//打开Com1口
serialPort.setSerialPortParams（9600，SerialPort.DATABITS_8， SerialPort.STOPBITS_1，SerialPort.PARITY_NONE）；//设置串口读写参数
然后通过outStream.write （“AT＼r”.get_Bytes（））；来测试串口连接是否成功。如果返回“OK”表示连接成功否则不成功。
短信编码主要是将短信内容3G MODEM支持的文本格式，一般为Unicode编码格式。
短信发送的核心代码如下：
outStream.write（“AT+ZMSGL= 6，4＼r”.getBytes（））；//指定中文Unieode编码方式
outStream.write（（“AT+CMGS=＼”13*********＼”，”+b.1ength+”＼r”）.getBytes（））；//输入目的号码和信息长度
outStream.write（b，0，b.1ength）；//写入信息
outBtream.write（“0x00，Oxla”.getBytes（））；//发送结束
在完成一次短信发送后要用serialPort.close（）；语句关闭该端口，以结束串口通信。
4 远程监控系统的类似应用
目前，基于3G MODEM的水质远程监控系统还处于应用设计阶段，尚未有成熟案例，但实时监控系统在宁波市水利系统已有实际应用。
2012年，宁波市委托开发完成宁波市取水口水量实时监测软件系统。同年底，宁波全市195家取水量大的重点企业均安装该软件。截止2014年1月，该系统已运行一年多，运行情况良好。
已有重点企业取水口水量实时监测软件系统综合采用J2EE和Android技术进行开发，是移动互联网在水量监测方面的典型应用。该软件系统和后台的交互模式与本文不同，但其系统应用方向与本文相似，首先两者同为水利系统，都是通过3G移动通信，但是该软件系统主要是采用移动应用的方式与远程服务器交互，而本文系统是通过3G短信的方式控制远程设备。
基于3G MODEM的远程监控系统增加工业级3G MODEM和相应的控制管理模块，使其较单纯的移动应用系统的远程控制和及时响应更出色，同时因为管理方便、成本较低，适用于偏远地区的远程监控。
目前国内饮用水水源地多位于偏远山区，而现今公众对饮用水水质要求日益提高，建立一套即时的水源地水质远程监控系统十分必要。3G MODEM系统现已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、金融、环境保护、遥感勘测、气象、农业、林业、煤矿、石化、供应链自动化、工业自动化、公共安全、数字化医疗等领域。鉴于J2EE数据技术实时监控系统在宁波城区企业取水水量实时监控中已有应用，该文基于3G MODEM的远程监控系统在水源地水质监控中也将有试点可能。
5 结语
基于3G MODEM的水质远程监控系统的核心在于控制中心和现场检测设备之间，在控制模块的管理下通过3G MODEM进行交互，以短信的方式实现控制中心和现场检测设备之间的必要通信。系统在现有水质在线分析系统的基础上，增加工业级3G MODEM和相应的控制管理模块，使得远程控制和及时响应成为可能，同时因管理方便、成本较低，能够极大提高水质在线分析系统的应用范围。
目前，国内饮用水水源地多位于偏远山区，水质远程监控难度大、成本高，相信基于3G MODEM的水质远程监控系统在进行试点优化后，在解决偏远水源地水质远程监控方面有较好的应用前景。
参考文献
[1] 左其亭，陈曦.面向可持续发展的水资源规划与管理[M].中国水利水电出版社，2003.
[2] 钱正英.中国可持续发展水资源战略研究综合报告[C]//中国水利学会2001学术年会论文集.2001.
[3] 朱媛媛.我国水质在线监测系统的发展与展望[J].中国环保产业，2009（3）：125-127.
[4] 宋乐.基于GSM的多参数水质在线监测系统设计[D].太原理工大学，2011.
第5篇：水质在线监测系统范文
关键词 环境自动监测站；发展；运营方式
中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0113-02
自动监测系统是指使用先进的监测仪器对城市或地区的环境空气质量或江河、湖泊、地下水等水体开展连续、自动的采样和测定，并对测定的数据进行传输和处理的实时监测系统。环境自动监测系统的组成主要包括：环境质量自动监测系统（环境空气质量自动监测系统、地表水自动监测系统）和污染源自动监测系统等。
1 我国环境自动监测的发展现状
1.1 环境空气连续自动监测系统
20世纪80年代初我国的环境自动监测逐渐起步，环境空气自动监测首先开展。到20世纪90年代初，北京、上海、南京等城市的大气自动监测站建成并投入运行。至十一五末我国已建成覆盖全国地级以上城市的环境空气自动监测系统，县级环境空气自动监测系统正在逐步建设中。
陕西省城市环境空气自动监测系统，从20世纪90年代中后期逐步开始建设、运行，经过十几年的建设和发展，目前陕西省已建成了50个城市空气自动监测站点和42个重点县区空气自动监测站，形成覆盖全省10市1区（杨凌区）的全省城市环境空气自动监测网络系统和42个重点县区的环境空气自动监测网络子系统。实现了全省主要城市和重点县区环境空气质量的自动监测，为环境空气质量预报和大气环境管理等提供有效的技术支持。
1.2 地表水连续自动监测系统
为及时全面的掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警或预报重大（流域性）水质污染事故，需要对水质进行实时连续监测和远程监控。从1999年9月，国家环保总局在松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江、太湖、巢湖、滇池等流域启动建设水质自动监测站，1999年9月开始第一期10个自动站试点建设；2000年9月实施第二期项目32个自动站建设；2001年9月启动第三期世行项目30个站建设，目前，世行水站建设任务基本完成；2002年底开始第四期10个站（已建1个）的建设项目。四期全部建成后，国家建设的水质自动监测站总数为82个。从2005开始，陕西省逐步开始建设地表水水质自动监测系统，并开始运行，经过几年的建设和发展，目前已建成了省控21个地表水水质自动监测站点，其中包括渭河流域10个自动监测站、黑河水源地1个自动监测站、陕北入黄支流5个自动监测站和陕南汉丹江流域5个自动监测站；除此之外还有国家建设的潼关吊桥水质自动监测站和西安市建设的浐河水质自动监测站和灞河水质自动监测站。共计水站24个。实现了全省主要河流和重点区域地表水水质的自动监测，为地表水水质预报和环境管理等提供有效的技术支持。
1.3 污染源自动监测系统
污染源自动监控系统建设、运行管理和使用是实现污染减排的重要举措，是国家污染减排“三大体系”能力建设的重要内容。从2007年至今，中央财政专门安排逾10亿元用于“国控重点污染源自动监控能力建设项目”。截止2011年底，陕西省污染源自动监控系统已初步建成，已实施自动监控的重点污染源共计398家。污染源在线监测系统主要包括排污企业的废水排放口在线监测系统和废气排放口在线监测系统，陕西省污染源自动监测系统的建成和稳定、有效运行，给环境管理工作和环境规划工作提供了有效的支撑，环境管理部门可以实时了解排污企业的排放情况，从而有效控制污染排放，有效的促进了污染减排工作的实施。
2 环境自动监测系统的运营管理
随着环境自动监测技术的进一步发展和我国国家环境监测主系统的进一步完善，我国自动监测子站的数量越来越多，所使用的监测设备的型号、原理等更加的丰富，这就使得从事自动监测系统运行、维护的人员需要掌握的越来越多专项知识和技术。保证环境自动监测站的稳定、有效运行，确保自动监测数据的准确性、精密性、代表性、可比性和完整性，保证环境自动监测系统能够发挥其应有的作用，这就使得环境自动监测子站的运行管理越来越重要。环境自动监测子站的运行管理一般采用环境监测部门固定科室或人员管理（系统内部托管）或者委托有运营资质、有管理能力的单位（第三方运营）两种管理方式。
2.1 系统内部托管方式
系统内部托管方式指有国家或省级环境监测部门将自动监测子站委托子站所在地的环境监测部门代为运行管理。本种管理方式，子站有固定科室或部门负责，有固定的专业维护人员，运营经费较为节约，当前部分的环境空气和地表水自动监测子站都采取这种托管方式。
2.2 第三方运营方式
第三方运营方式指将自动监测子站的运行和维护委托给具有运营资质的第三方运营单位进行运行子站的日常运行管理，第三方运营方式是利用运营方的科技优势，依靠专业化队伍和必要的监测仪器设备，保证仪器的正常运行，从而提供准确、可靠的监测数据，从根本上保证自动监控系统能够发挥其应有的作用。第三方运营是在线监测系统管理实现市场化、科学化的一种要求。环境监测部门负责自动监测系统的建设和制定相关运行管理规范，并负责对第三方运营单位的监督和管理等。子站在建设完成后交由与监测结果无直接利益关系的第三方进行运营管理， 承担监测子站的运行维护和维修， 保证自动监测系统出具数据的准确性、精密性、代表性、可比性和完整性。
3 两种运营方式的优缺点
3.1 系统内部托管方式的优缺点
1）系统内部托管方式需要依托当地环境监测部门，一般为监测子站所在地的市级或县级环境监测站，内部托管方式需有单独部门或科室负责子站的运行和管理，维护人员较为固定，所维护子站一般较少，维护的设备型号、原理比较单一，能够的节省部分的运行经费。
2）系统内部托管方式的缺点是运行激励不足， 运行人员的主动维护意识较差；备品备件配备不足，设备故障后难以及时更换和维修；子站的质控工作一般由本部门自行开展，缺乏有效的监督，仪器漂移等问题得不到及时纠正，导致监测数据获取率较低，且不能保证监测数据的准确性和代表性。
3.2 第三方运营方式的优缺点
1）能够提高数据的有效性和获取率，并加强子站日常运行过程监督和质量控制。
第三方运营方式是利用其专业技术优势，依靠专业化队伍和相应的监测仪器设备，保证仪器的正常运行，且第三方运营公司受到合同约束其工作重点放在运行质量会上；而监测站人员可从繁杂的日常运行工作中解脱出来， 把精力投入质量控制、数据研究和应用等方面，可以通过运行开展运行监督检查、质量控制考核、数据质量审核等手段，加强自动监测系统运行的运营管理，从而保证自动监测数据的代表性、准确性、精密性、可比性和完整性。从而提供准确、可靠的监测数据，从根本上保证自动监控系统能够发挥其应有的作用。
利用运营方的科技优势，依靠专业化队伍和必要的监测仪器设备，保证仪器的正常运行，提供准确数据，从根本上保证自动监控系统发挥作用。
2）能够提高运行质量。因自动监测系统需长期连续运行，导致其故障相对较多，需要专业化的队伍开展维护工作。而维护水平的提高需要其运行经验积累。第三方运营公司的业务较为专一、维护人员相对稳定、专业技术能力较强， 能够确保对监测仪器开展及时的维护和维修。
3）能够降低自动监测系统的运营风险。自动监测子站长期的自动连续运行会导致一定的安全隐患。而第三方运营可使监测部门规避或外移部分责任，形成责任分担风险机制。
4）自动监测系统最佳的运行质量会受到一定影响。第三方运营公司在运营过程中，其成本中备品、备件和易耗品所占的比重较大，第三方运营公司要在保证子站的安全、稳定运行的同时，保证其自身的利润最大化，这必然会对自动监测系统的运行质量造成限制。
参考文献
[1]陈建江.对我国环境自动监测的思考[J].环境监测管理与技术，2007，19（1）：1-2.
[2]张祥志.江苏省水质自动监测系统建设与运行管理[J].环境监测管理与技术，2006（18）.
[3]蔡同锋，张艳艳环境自动监测技术综述[J].污染防治技术，2010（03）.
第6篇：水质在线监测系统范文
【关键词】无线通讯；水质；监测系统
【Abstract】On the basis of traditional craft，the system achieves the water quality automatic monitoring system design through the combination of AT89C51 microcontroller and the new GPRS-based wireless communication module. For water quality parameter processing， under-bit machine adopts information fusion technology to improve the detection accuracy； Through the serial port and he DTU module， the system transfer the water quality to monitoring center， quickly and accurately to achieve real-time monitoring of water quality conditions. The system have some advantages， power consumption， low cost， real-time online， etc.
【Key words】Wireless communication；Water quality；Monitoring system
目前，随着工农业活动的增加，水污染在种类及毒性危害日益复杂化[1]。人们主要通过监测站点来采集检测数据，并根据水质模型对采集到的数据进行处理，进而监控河流水质状况。但是，这些站点比较分散，所采集的数据存在片面性，不能准确反映整个河流的水质状况。此外，传送分析手段落后，监测结果滞后，不能及时反映河流水质的动态状况[2]。因而，建立一套完善的水质自动检测系统，克服理化检测的局限性、片面性，并缩短实验时间，简化操作过程，动态实时的反映水质变化，保证工农业用水安全及疾病的防控，势在必行。基于此，本文设计了基于GPRS的无线水质自动检测系统。
1 系统组成及工作原理
本系统主要由各类分站传感器（如温度、PH值、溶解氧DO、生化需氧量BOD、化学需氧量COD及水文参数流速和流量等）、若干分站下位机、无线通讯网络、总站工控机等多级数据检测网络组成。分站检测点与检测中心的系统框图如图1。
系统工作原理是将各分站传感器采集到的信号首先转化为可识别的电压信号，然后通过信息融合把同类传感器在空间或时间上可冗余的信息[3]，依据“加权平均法”融合算法进行融合，得出初步结果，并把初次处理得到的数据送入下位机，下位机通过DTU无线传输单元与上位机进行通讯，最后把得到的数据再进一步传送到工控机进行分析处理。
2 部分系统硬件设计
2.1 下位机
下位机由微控制器、无线收发设备及显示单元组成。微控制器采用广泛使用的AT89C51芯片，它是美国ATMEL公司生产的一种带4K字节ROM的低电压，高性能CMOS8位微处理器[4]。下位机主要用于数据采集等初步处理，打包后通过无线传输单元传送给监控中心。
2.2 温度传感器
温度传感器采用DS18B20。在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，操作方便。测温范围-55℃～+125℃，固有测温分辨率0.1℃。
2.3 PH值传感器
PH值传感器采用ph复合电极。本PH分析仪的测量原理是电位测定法，是通过测量电池电动势来确定待测离子活度的方法。测量电池是由测量电极、参比电极和被测溶液构成，参比电极的电极电位不随被测溶液活度的变化而变化，指示电极对被测溶液中的待测离子很敏感，其电极电位是待测离子活度的函数，所以测量电池的电动势与待测离子的活度有一一对应的关系。所以，测量电池的作用就是把难以直接测量的化学量（离子活度）转换成容易测量的电学量（测量电池的电动势）[5]。
（a）放大电路图
（b）A/D转换电路图
（c）Ph检测电路图
图2中，PH电极输出信号通过ina116pa进行放大，信号范围为-400mv～400mv。为适应AD转换器的测量范围，进行电平抬升，Ina116pa的基准电压采用1.25V，使得ina116pa输出电压为825mv～1625mv。基准电压采用mc161403高精度基准电压源，并通过高精度、低温漂电阻分压得到，保证基准的稳定性；AD转换器采用ad7705 16位数模转换器，保证测量的精度；Ad7705采用4m晶振，内部分频，测量频率20hz。
2.4 数据无线传输
采用DTU数据传输模块。DTU提供了串行通信接口，包括RS232，RS485，RS422串行通信方式。在设计上将串口数据设计“透明转换”的方式，也就是说DTU可以将串口上的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送，而不需要改变原有的数据通信内容，而接收上位机软件能将TCP/IP传输的数据包还原成串口数据。DTU的主要功能是把远端设备的数据通过无线的方式传送回后台中心。要完成数据的传输需要建立一套完整的数据传输系统。在这个系统中包括：DTU，客户设备、移动网络、后台中心。在前端，DTU和客户的设备通过232或者485接口相连。DTU上电运行后先注册到移动的GPRS网络，然后去和设置在DTU中的后台中心建立SOCKET连接。后台中心作为SOCKET的服务端，DTU是SOCKET连接的客户端。
3 下位机部分程序设计
编程时采用模块化编程。其中测温采用的元件对时序要求比较严格，编程时采用时间触发和状态机的编程思路。
/****************主函数*************************/
void main（void）
{……
write_reg（0x20）；// 选择通道1，下个设置时钟寄存器
write_reg（0x08）；//设置时钟寄存器，分频，（4m变2m），0x08，20hz；0x0a，100hz，速率
write_reg（0x10）；//选择通道1，下个写设置寄存器
write_reg（0x44）；//自校准，单极性，无缓冲，增益1，写设置寄存器
……
}
/*************向ds18b20写一个字节******************* ************/
void writeb20（unsigned char dat）
{
unsigned char i=0；
EA=0；
for （i=8； i>0； i--）
{
b20io = 0；
b20io = dat&0x01；
delayus2x（25）；
b20io = 1；
dat>>=1；
}
delayus2x（25）；
EA=1；
}
/****************从ds18b20读一个字节************** ****/
uchar readb20（void）
{
unsigned char i=0；
unsigned char dat = 0；
EA=0；
for （i=8；i>0；i--）
{
b20io = 0； // 给脉冲信号
dat>>=1；
b20io = 1； // 给脉冲信号
if（b20io）
dat|=0x80；
delayus2x（25）；
}
EA=1；
return（dat）；
}
……
4 监控中心系统的软件设计
监控中心的软件系统包含数据管理模块、系统管理模块、决策信息服务模块和系统维护模块6个模块。系统功能结构图如图3所示。
4.1 数据管理模块
数据管理模块主要包括对在线监测数据及分类数据实时显示，历史数据的查询、编辑、修改、删除等[6]。
4.2 系统管理模块
该模块提供监测系统信息管理功能，传感器的采样周期的设定及通信端口的设置等。
4.3 决策支持服务模块
该模块主要提供历史水质数据统计报表、分析、归纳与综合；根据预测模型，预测水质变化趋势或水质参数，为领导层制定决策提供依据。
4.4 系统维护模块
系统的维护任务主要包括用户管理、权限设定，备份与恢复、安全管理、日志和审计等。
5 实验结果
图4是2013年7月9日在我某市高新技术开发区汶河孝义段测试点“COD浓度―时间曲线”历史查询结果。
从图4可以看出，COD监测的警戒线为 30PPM，当前时间段检测结果都在警戒线以下，符合国家设定的环境质量四类水质标准，也就是说所排放的水可以作为工业、农业、景观、渔业等用水。同时图中显示的结果，曲线波动低，说明在这段时间内河水的COD浓度变化不大。
6 结语
该水质自动监测系统已初步完成，正处于现场测试阶段，初步测试表明，该系统可以完成各种水质参数的检测任务，具有功耗小、成本低、实时在线、不受地理位置限制等优点，具有很好的应用推广前景。
【参考文献】
[1]彭强辉.在线水质毒性监测仪开发研究[D].安徽理工大学，2009.
[2]徐遥令，罗大庸，张航.基于GIS的河流水质动态监测系统[J].电器时代，2005（9）.
[3]曾文波，郑国军.基于VB的煤矿瓦斯浓度无线监测系统[J].煤矿机械，2010（5） Machinery.
[4]李增祥，李田泽.无线传输技术在煤矿气体检测中的应用[J].煤矿机械，2010（5）.
第7篇：水质在线监测系统范文
关键词：水质； 监测；设计
中图分类号：X832 文献标识码：A
大川水利枢纽工程（以下简称大川水库）以防洪、城市供水（1278万m3/a）为主，兼有发电、灌溉、养殖等综合利用功能，水质应以满足黄泥河镇生活饮用这一功能加以控制，其供水涵洞处水质需达到中华人民共和国《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的第Ⅱ类标准。
为实时监测供水水质，随时掌握供水水质状况，保证黄泥河镇人民生活用水和工农业生产用水安全，对大川水库水质监测做如下两种方案设计。
1 方案1：自动水质监测
自动水质监测即引进国外自动水质监测系统，实现自动取样、自动分析、自动传输分析成果，连续监测，在线（远程）控制等，其系统示意图见图1。
1.1 监测断面
监测断面布设在大坝供水涵洞附近（迎水面）。
1.2 监测项目
自动水质监测系统可实现对水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、氟化物、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、粪大肠菌群、硫酸盐、氯化物和硝酸盐氮等共计20个项目的自动监测。GB3838-2002《地表水环境质量标准》（以下简称“国标”）中规定的集中式生活饮用水地表水源地特定项目采取委托检测的方式进行监测（每月监测一次，全年12次）。
1.3 监测频次
自动水质监测系统可实现连续监测。
1.4 采样与分析
采样与分析由系统自动完成，其系统运行及位置示意图见图2。
1.5 系统控制
系统控制由有线（或无线）方式在异地进行，可在管理站或其它地方远程控制采样、分析和传输分析结果。
1.6 系统设施与设备
1.6.1 系统设施
A.监测站房（40m2，用于安装自动水质监测系统）及自动取样循环管路。
B.管理站房（20m2，用于自动监测系统管理与控制）。
1.6.2 系统设备
A.PB150固定式自动取样器
B.MIQ/T2020多参数监测系统
C.SACIQ-1.5连接电缆
D.MIQ/CR3输出模块
E.MIQ/IF232数据通讯模块
F.PURCON—230自清洗膜过滤系统
G.TRESCON氨氮、硝酸盐氮、总氮分析系统
H.ELOX100A在线COD测定仪
I.PNL-701挥发酚分析系统
J.TCN-501氰化物分析系统
K.HACHDR—2500汞、氟化物、硫酸盐、氯化物、六价铬、镉、铅分析系统
L.LARBIO—100BOD分析系统
M.SERICE—2000在线高锰酸盐指数分析系统
N.HACHMEL—850粪大肠菌群分析系统
O.SERES2000总磷自动监测仪
P.辅助设备（取水、储水、配水单元，过滤单元，清洗单元，纯水单元，空压机系统，配电系统等）
Q.控制系统（PLC控制单元，UPS，软件系统，有线电话数据传输系统）
R.计算机及打印机
S.“皮卡”车一辆（用于更换、添加自动监测系统的消耗品）
1.7 人员配备
本方案需配备操作、管理人员共2名。
1.8 经费估算
本方案共需一次性投资296.5万元，预计年运行费12.92万元。
2 方案2：常规水质监测
常规水质监测即建立常规水质分析实验室，由检测人员定期采样、分析。
2.1监测断面
监测断面布设在大坝供水涵洞洞口前（迎水面）。
2.2 监测项目
监测项目为“国标”中的基本项目（水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、氟化物、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类和粪大肠菌群）、集中式生活饮用水地表水源地补充项目（硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、铁和锰），以及集中式生活饮用水地表水源地特定项目。
2.3 监测频次
监测频次为每旬监测1次，全年共监测36次。
2.4 采样方式
乘船在供水涵洞前采样。
2.5 水样分析方式
保证24小时内将水样送到实验室进行人工分析。
2.6 分析方法
分析方法首选中华人民共和国国家标准分析方法（GB），国家标准分析方法中没有的，选用水利部行业标准分析方法（SL），水利部行业标准分析方法中没有执行的其它行业分析方法。
2.7 设施与设备
2.7.1设施
A.断面标志桩
B.断面保护碑
C.实验室480m2，其平面布置示意图见图三。
2.7.2 设备
A.“皮卡”车一辆（用于采送样）
B.采样船一艘（用于采样人员在供水涵洞口前采样）
C.实验室内部基础建设
a.通风橱：7个
b.通风设备：14个
c.工作台：14个
d.胶皮：14块
e.防爆灯：2个
f.玻璃器皿柜：8个
g.玻璃器皿架：8个
h.试剂柜：1个
i.备品架：1个
j.单门冰箱：4台
k.塑钢隔断：30m2
l.办公桌、椅、柜：8套
m.更衣柜：8个
n.普通窗帘：14个
o.特殊窗帘：3个
p.技术资料档案柜：8套
q.剧毒试剂柜：1个
r.水池及水龙头：8套
s.净化工作台：1个
t.离子交换柱：1套
u.实验室备品（含标准物质、消防器材、劳保用品、常用维修工具等）：1套
v.恒温室空调设备：2套
w.各类仪器设备罩：1套
D.微机室设备
a.微机：5套
b.彩色激光打印机：1台
c.空调设备：1套
d.防静电地板：20m2
e.磁盘柜：2套
f.更衣柜：2个
g.880C喷墨打印机：1台
h.其它（含布线、照明设计、安装费等）：1套
E.实验室初始消耗品
a.水样瓶：5套
b.化学试剂：1套
c.玻璃器皿：1套
F.小型仪器设备
a.显微镜：1台
b.电热恒温培养箱：1台
c.电热手提式压力蒸气消毒器：1台
d.电热蒸馏水器：1台
e.分析天平：2台
f.托盘天平：8台
g.8孔水浴锅：1台
h.高纯氩气钢瓶：2个
i.四联电炉：8台
j.烘箱：3台
k.稳压电源：3台
l.石英蒸馏水器：1台
m.4孔水浴锅：1台
n.生化培养箱：1台
o.国产分光光度计：1台
p.酸度计：1台
q.电导率仪：1台
G.大型仪器设备
a.原子吸收分光光度计：1套
b.紫外分光光度计：1台
c.全自动汞样品分析仪：1套
d.色-质联机：1套
e.多参数现场分析仪：1套
f.微量超纯水制造器：1套
2.8 人员配备
本方案需配备检测人员8人。根据实验室规范化管理和计量认证工作有关要求规定，每个分析项目至少需有2人承担，其中1人为主测，其他人为辅助检测。
2.9 经费估算
本方案共需一次性投资259.84万元，预计年运行费26.41万元。
3 设计方案比较
3.1方案1的优势
3.1.1具有远程任意设置功能，从而实现对供水水质进行实时监测；
3.1.2具有数据自动采集、自动传输功能，并能实现双向数据传输；
3.1.3自动建立数据库，生成成果报告并打印、显示趋势曲线；
3.1.4保证样品采集的精度，人为影响较小，提高工作效率和检测精度；
3.1.5实现水质自动监测是水环境监测的未来发展趋势。
3.2方案2为传统的水质监测方案
相对方案1而言，它的一次性投资较少，但检测精度和实效性较方案1差，尤其是它无法实现对水质的实时监测，所需监测人员、监测站房面积也较多。
第8篇：水质在线监测系统范文
关键词： 联合；在线监测；模块组合
中图分类号：X853 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）17-0193-02
1 背景
在线水质监测仪器方面，我国与发达国家相比差距明显，仍处于初级阶段。国内部分厂家生产的水质监测仪都只能监测单一或者两种指标。而国外多参数水质监测仪如德国SENSORTECHNIK MEINSHERG公司、美国SENSOREX公司、Van London-pH Oenix和Thermo-Orion公司、瑞士METTLER公司和HAMILTON公司的产品在多种指标的监测上比较成熟，已经陆续进入国内市场。
开发多通道的设备，可以实现一台仪器同时监测多个参数，具有很大的市场优势。
2 技术特点
2.1 产品特点 ①全自动运行：可实现自动调零、自动校正、自动测量、自动清洗、自动维护、自我保护、自动恢复等智能化功能。②免维护设计：水样预处理装置采用免维护设计，可确保预处理装置维护周期超过半年时间。③操作容易：非化学专业技术人员也可轻易上手。④在线监测方式多样化：可实现人工随时测量、自动定时测量、自动周期性测量等测定方式。⑤测定速度快，数据准确可靠：可随时监控生产过程中选定控制节点的样品浓度并反馈控制过程。
2.2 功能描述 ①通讯模式：内置GPRS无线TCP通讯，数据主动上报（GPRS/CDMA/3G可选）；②接口：8路模拟量输出，支持RS485/232数字输出；③测量间隔时间：任意选择或连续；④校准：自动校准的时间间隔可人工选择（自动校准的持续时间大约为90min）；⑤清洗：可以人工清洗和自动清洗，自动清洗的时间间隔可人工选择；⑥可存储12个月历史运行数据，可查询年月日监测仪的历史数据；⑦通讯协议：HJ/T212-2005 《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》。
3 设计方案
3.1 系统整体方案 系统的设计框图如图1所示。
中央操作屏采用10.4寸触摸显示屏，显示屏与模块之间的通讯采用RS485模式，模块可以根据实际情况添加模块，如果模块多于4个，可以增加一个机柜，增加的数量没有限制。同时，该设备配置了GPRS模块和模拟输出模块，可以自动连接网络，将数据发送到平台中心站，并且可以采集其他设备的参数，比如pH、溶解氧、流量等。
3.2 模块设计 模块视图如图2。
3.3 硬件结构设计 系统的硬件结构框图如图3示。
测试流程：工控机发送测试命令，各个模块开始测试，并将数据通过485返回给工控机。
4 结论
系统采用模块组合模式进行一体化设计，可以通过一套监测系统实现多参数监测，包括六价铬、锰、镍、铜、锌、总磷、氨氮等指标的联合在线监测，并将监测数据通过GPRS实时无线传输数据到中心应用平台，从而实现浓度实时在线监测。
参考文献：
[1]方勇军，苏尚文.基于ARM的嵌入式Linux系统在便携式医学仪器开发中的应用[J].中国医学物理学杂志，2005.
[2]黄应刚，何北海.铝离子浓度在线检测原理及仪器开发[C].2001中国造纸化学品开发应用国际技术交流会论文集，2001.
第9篇：水质在线监测系统范文
【关键词】城市供水；水质监测；管理
中图分类号：TV674文献标识码： A
一、城市供水水质监测项目的系统构成
1、水质监测的项目
根据污染物的种类及指标可以将水质监测的主要项目分为二类：能够将水质状况实质反映的综合指标，比如水质的色度，水质浑浊度，水质温度，水质的酸碱值，水内悬浮物及生物的需氧量等指标；水中含有有毒物质。水质检测目标是根据水质实际的污染情况，对污染物进行数据检测，将其检测结果统计出来并分析，从而找出相应的规律了解水质变化的方向，使提高水质检测的结果更具有准确性及稳定性。
2、水质监测方式
水质监测主要包括实验室、移动实验室和在线监测三种方式，目前卫生监督部门对水质监测大多采用化学检测的方式，主要采用便携设备进行现场快速抽检以及对供水部门送水样进行实验室检测。由于人手、监测频次有限，以及受实验室检测手段限制(采样时间长、数据分析总结耗时较长)，往往无法对水污染事件做出及时快速反应。作为传统实验室检测的一项重要补充手段，在线式水质在线监测系统应运而生。水质在线监测系统是一个集水质卫生指标监测传感器、无线数据传导设备和远程监控平台为一体，运用现代自动监测技术、自动控制技术、计算机应用技术并配以相关的专业软件，组成一个从取样、预处理、分析到数据处理及存储的完整系统，实现了对水质的在线自动监测，可24小时连续、准确地监测饮用水中余氯、浑浊度、pH值等卫生指标及其变化状况，并通过网络实时将数据传输到监控管理平台，便于相关单位对饮用水质信息进行实时公布和统计分析。系统为供水卫生监督提供科学依据，预警预防用水安全事故的发生，为经济社会可持续发展和构建和谐社会提供有力保障。
二、深化城市供水水质监测的有效途径
1、选择合适的水质检测位置
根据水源的不同，选择的检测点也不一样。如针对地下水要在水流垂直方向位置来设置监测点，同时在水流平行方向位置再设置另一个检测点，由于地下水容易渗透形成块状污染，这样设置可以有效的防止水污染从两个方向扩散。而对于渗透度相对较小的蓄水层和渗井来说，选择水源检测点最好距离比较近，这样能够有效的避免污染。因此在设置检测点位时需要将污染物的分布情况以及扩散度等因素都要考虑进去，另外还要根据当地的具体环境，使水质检测的结果更为有准确性。
2、选用科学的水质检测管理办法
水质检测管理是否具有科学性，会对其检测结果的正确性有重大影响。传统的检测方式一般需要使用大量的专业检测仪器或者检测设备才能保证水质的检测结果准确性。随着科技的发展，近年来水质检测工作使用的检测设备越来越强大，功能也相对更多，能够有效的提高检测结果的准确性及稳定性，同时有效的缩短等待时间，检测时间大大缩短，使水质检测效率明显的提高［2］。另外工作人员需要对这些精密仪器进行定期的保养和维护，保证其正常运行。地方政府的相关部门也需要做好把关工作，重视水质检测管理工作，从而使水质检测结果的准确性及稳定性得以保证。如图所示为水质检测试验方法，包括对于水样的保存、预处理、滴定分析、酸度计使用等实验技术；化学分析法为酸碱滴定法、络合滴定法、重量分析法及电位分析法等。详细如图所示。
3、采样频率要合适
采样时间及频率对水质检测结果都有重要的影响。所以，如果要提高水质检测结果的准确性及稳定性则需要严格控制水质采样的频率。一般情况下，在枯水期间及多水期间要独立采样，对样本分别进行测定，同时也需要根据每个季节的降水量进行独立采样测定。针对部分特殊地区，可以设置长期的检测点，每月定时采样并进行测定；针对一般地区，一个采样期需要进行一次采样，而对于饮用水，则需要在一个采样期间做两次采样，采样的时间需要间隔10天左右。总之，采样频率要严格依据当地具体情况，这样才能保证水质检测的结果具有正确性及稳定性。
4、加强人才队伍建设
检测工作人员是水质检测工作的主导，是个重要环节。检测工作人员的工作技能、工作态度及责任感等都会对水质检测工作产生重要影响。因此，加强水质检测人才队伍的建设是提高水质检测结果的准确性及稳定性的一项有效措施。在建设相关人才队伍时，需要对检测人员的专业技能进行培训，尤其是先进的检测方法和检测理论及先进检测仪器的正确使用方法，都要进行严格培训，并设立相应的考核制度，提高工作人员的责任感及积极性。另外，还需要重视高素质人才的引进工作，吸收大量的专业人才，使人才的质和量协调发展。
三、城市供水在线水质监测管理系统的应用
1、水源地水质在线监测
2008年环保专项行动的检查结果表明，上半年全国113个环保中重点城市的243个地表水水源地中，达标率仅为65%。2012年，全国113个环境保护重点城市共监测387个集中式水源地，水质达标率为95.3%，18个不达标
。水源地保护区存在的主要问题包括:排污口多，污水排放量大;城市化进程对水源地胁迫日益突出；农业面源污染日趋严重；水源地管理措施薄弱等。
目前中国不少城市的水源较为单一，其安全问题引起各相关部门高度重视。对水源地水质现状进行实时监测及预警是预防其安全风险的有效措施。在《全国饮用水水源地环境保护规划》中对水源地水质实时在线监测的实现做出了明确的规定和要求。因此，针对水源地特征，辨别风险因子及风险源，建立污染预测模型，构建集实时监测、模拟、预警和风险应急于一体的饮用水水源地水质监测预警系统，结合地理信息系统(GIS)，可为饮用水源地管理提供全面、可视化的决策支撑，为维护水厂的运行，提高和保证供水水质，保障饮用水安全把好第一道关。
2、出厂水水质在线监测
经过城市市政水厂、城市自建水厂各种工艺段处理后，出厂水水质指标的在线监测是安全供水的重要保证，通过对水质指标的实时监测，使得市水务局指挥中心、市自来水供水调度中心等监管单位在第一时间获取和掌握水质情况，确保安全供水。世界上饮用水水质管理模式正向“多层次”、“全过程”的目标迈进，逐渐由原来的“产品控制”向“过程控制”。随着在线监测技术的发展和完善，人们不满足于单一出厂水的水质监测，全流程水质在线监测开始流行。全流程水质在线监测是指从原水、工艺过程水(混凝沉淀工艺监测、污泥处理工艺监测、过滤工艺监测、深度处理工艺监测、消毒工艺监测)、出厂水监测、管网监测，进行全流程水质监测，为水处理工艺过程的控制提供依据，提高生产过程水质控制能力，有效的指导生产。
3、管网末梢水水质在线监测
通常，经过水厂处理过的出厂水水质都能达到国家所要求的水质标准，但是，出厂水需要经过庞大的管网系统才能输送到用户，饮用水水质在连续、不间断的输送过程中，容易受到外界因素的影响，造成二次污染。影响因素主要包括管龄老化、管道材料(如灰铸铁管的质量和性能较差，腐蚀较为严重)的质量和性能、水在管网中的停留时间、季节变化、二次供水设施的影响等。据调查，因管网污染、自备供水污染、及二次供水污染在水污染环节中的比例占到70%以上。因此加强对管网末梢水及二次供水水质的监测是保障安全供水的必要手段。
《全国城市饮用水卫生安全保障规划(2011年－2020年)》明确提出建立供水末梢水质卫生在线监督监测系统，实时监控供水水质动态变化，提高卫生安全监管效能。直辖市与省会城市按照15万人口布设一个水质自动在线监测点;其他地级市按照20万人口布设一个水质自动在线监测点。全国拟设置饮用水卫生在线监测点不少于2028个，覆盖人口约3.76亿，监测点中必须有居民小区，其次是酒店、宾馆、办公楼等公共场所，包括用了二次供水的高层建筑和低水压区单位居民用水。
【结束语】
水质监测数据是各级政府部门决策和水质监控的依据，数据的质量直接关系到人饮安全、各项宏观决策的提出，水资源的保护，水污染的防治和预测等，我们要把好水质监测数据的质量关，提高水质监测数据的质量，最重要的是提高监测技术。若想构建可持续发展的社会，首先要保证水源的可持续发展，水源的优劣对环境有着重要的影响，所以提高水质检测的要求是为治理水污染提供科学有效的证据，有着重要的现实意义。在水质检测工作中需要先进行正确选取检测地点，并进行科学的检测和管理，然后根据实际情况选择科学的采样时间及采样频率，加强水质检测工作的人才队伍建设，从而能够提高水质检测结果的准确性及稳定性，对于保护水环境及管理水资源都有着重要意义。
参考文献
[1]齐文光.水质监测中存在的若干技术问题(续)[J].环境监测管理与技术,2013(01):171-173.
[2]吴学毅.城市污水处理厂水质在线监测技术应用[J].给水排水,2014(21):49.
