CN103135537A

CN103135537A - 在线水质监测仪远程质控系统

Info

Publication number: CN103135537A
Application number: CN2013100427290A
Authority: CN
Inventors: 耿炜
Original assignee: 耿炜
Current assignee: HEBEI HONGHAI ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103135537B

Abstract

本发明公开了一种水质在线监测仪远程质控系统，其结构包括控制系统和标校系统，所述控制系统和所述标校系统通过网络连接以下传指令和上传数据，所述控制系统包括数据库&Web服务器和客户端，所述标校系统与水质监测仪相连，所述标校系统设置于控制箱中，包括标液系统和控制所述标液系统的工控机，所述工控机控制所述标液系统提供标液给水质监测仪进行测量，以对水质监测仪进行标校。本发明实现了在中心站对分散于各地的水质监测仪进行实时标校的目的，对监测数据进行有效质控，并且节约了人力、财力和物力。

Description

在线水质监测仪远程质控系统

技术领域

本发明涉及一种水质监测仪远程控制系统，具体的说是一种在线水质监测仪远程质控系统。

背景技术

水质监测是环保部门一项重要的基础工作。实时监测监控自然水体和污染源排放废水中有机污染物的变化，掌握水体水质状况，对于我国实施的排污总量控制管理、污染减排、环境质量改善具有重要意义。以自控技术为核心的COD在线自动监测技术既可以减少人力、降低测定偶然误差，又可及时快速反馈数据，在现今的环保监测中已起到了十分重要的作用。

而现有技术同时也存在诸多缺陷：

1、我国现有的水质监测站点主要是采用委托运营公司进行水站运营的工作方式（又称“第三方运营模式”），目前发现第三方运营存在有弄虚作假的现象，导致监测数据失真，而环保行政管理部门对此缺乏实时有效的监管手段。

2、水质监测仪对不同季度、不同水质的测量线性度是个变化量，而现有在线水质监测仪中的线性系数是靠人工输入设定的，不能根据实际情况进行远程修正。

3、由于水质监测仪本身存在的测量误差、仪器故障以及污染企业偷排偷放造成的河流水质剧烈变化等诸多原因，使得水站的监测数据存在有不稳定因素。并且，应对突发性的超标监测数据，除了派人赶赴现场进行确认以外，没有其他有效的质控方法。对于仪器故障，也不能做到及时发现和判断故障原因。

4、水站上使用的水质监测仪要求定期进行比对校准，而水站的位置偏远分散，一次标校工作往往需要数天时间，耗费的人力、物力和财力较大。

发明内容

本发明的目的就是提供一种在线水质监测仪远程质控系统，以解决对在线水质监测仪不能进行远程监控和标校的问题，以对水质在线监测数据提供有效的质控手段，为环保行政管理部门提供有力的监管手段。

本发明的目的是这样实现的：一种在线水质监测仪远程质控系统，包括控制系统和对水站的水质监测仪进行标校的标校系统，所述控制系统和所述标校系统通过网络连接，以下传控制指令和上传检测数据；

所述控制系统包括数据库&Web服务器和客户端；

所述标校系统包括：用于向水质监测仪提供标校用的标准液体和纯水的标液系统，以及控制所述标液系统工作的工控机；

所述标液系统包括第一注射泵、第二注射泵、存放不同浓度标准液体的若干标液容器、一个存放纯水的纯水容器、一个收集冲洗管路液体的废液容器和一个待测溶液容器；所述第一注射泵用于吸取某一所述标液容器中的标液或所述纯水容器中的纯水，并注入所述待测溶液容器中；所述第二注射泵用于排空所述待测溶液容器内的残留液体，以使每次注入所述待测溶液容器中的液体更纯；在所述待测溶液容器中插接有为水质监测仪提供标液的抽液管。

所述标液系统中的所述第一注射泵通过连通管和四通分接三个支路，其中第一支路通过通路组合和连通管分别与所述标液容器和所述纯水容器相接，第二支路通过连通管与所述废液容器相接，第三支路通过连通管与所述待测溶液容器相接；所述第二注射泵通过连通管与所述待测溶液容器相接，所述第二注射泵通过旁通管与所述第二支路的连通管相接；在连接各盛液容器的连通管上以及在所述抽液管上分别设置有控制管路通断的电磁阀。所述第一注射、所述第二注射泵和所述各电磁阀分别与所述工控机电连接，接受所述工控机的控制。

在所述标液容器、所述纯水容器、所述废液容器和所述待测溶液容器上分别设置有液位计。

所述标液容器有1-6个。

在所述标校系统中设置有UPS电源，以实现不间断供电，保证连续工作。

本发明质控系统中的控制系统可以设置在水质监测中心站或是环保行政管理部门，所述控制系统的数据库&Web服务器是在Web服务器中设有在线监控网站，并在后台设计支撑数据库。工作人员通过客户端访问Web服务器，以查看、处理数据库中的数据信息。本发明质控系统中的标校系统设置在每一个水质监测站内。标校系统的主要功能是向水质监测站中的水质监测仪提供标定用的标液或纯水，并控制水质监测仪进行水样检测、仪器标校或检测结果的数据传输；控制系统对设置在各水质监测站中的标校系统和水质监测仪进行远程监测和控制。本发明质控系统同时还具备实时监控、实时数据分析/记录、历史数据查询、历史数据报表/曲线的生成以及监测仪器线性校准等多种功能。

本发明质控系统可对分散于各水站的在线水质监测仪进行实时监测和远程标校，可对水质监测仪的人为破坏情况和测量数据的漂移情况等迅速做出判断，从而及时发现仪器故障和水质检测异常等情况——对于仪器故障情况，可及时派员维护和修理；对于水质检测的异常情况，可通过远程的标校工作，排除监测仪器故障的原因，确定污染企业的偷排偷放行为，从而为环保行政管理部门提供有效的行政处罚依据。

本发明的有益效果如下：

一、为环保行政管理部门提供了有力的监管手段。利用本质控系统，环保行政管理部门可以越过第三方运营公司，直接对水站进行质控，实现了实时的、越过第三方的有力监管，也可对运营公司实施有效监管，为环保执法提供了有利的条件。

二、对水质在线监测数据提供了有效的质控方法。通过本质控系统，可以对水质监测仪进行实时标校，对监测数据进行有效质控，对水质监测仪的异常检测值做出迅速判断。

三、对在线水质监测仪的工作状态进行实时监视。通过本质控系统，可以读出水质监测仪的仪器参数，对仪器的工作状态进行故障判断，及时发现仪器故障，便于维护和修理。

四、对水质监测仪进行远程线性修正。通过本质控系统，可以远程修改水质监测仪的线性系数，从而达到使仪器的检测数据更贴近真实情况的目的。

附图说明

图1是本发明的整体结构框图。

图2是标液系统的系统结构示意图。

图中：1、第一注射泵，2、第二注射泵，3、液位计，4、标液容器，5、纯水容器，6、待测溶液容器，7、废液容器，8、水质监测仪，9、控制系统，10、标校系统，11、四通，12、通路组合，13、第一电磁阀，14、第二电磁阀，15、第三电磁阀，16、第四电磁阀，17、第五电磁阀，18、第六电磁阀，19、第七电磁阀，20、第八电磁阀，21、第九电磁阀，22、第十电磁阀，23、三通。

具体实施方式

如图1所示，本质控系统包括控制系统9和若干标校系统10，控制系统9设置于水质监测中心站或环保行政管理部门，标校系统10设置在每一个水质监测站内。控制系统9和各标校系统10之间通过网路连接以下达控制指令和上传检测数据。

控制系统9包括数据库&Web服务器和客户端，数据库&Web服务器是在Web服务器中设有在线监控网站，并设计后台支撑数据库，工作人员通过客户端操作对Web服务器进行访问，对存储于数据库上的数据进行查看、处理等操作。

标校系统10包括工控机和标液系统，可设置在一个恒温控制箱内，并且受控于控制系统9。标校系统10中的工控机是控制标液系统工作的；标液系统用于向水质监测仪8提供标校用的标准液体和纯水。如图2所示，标液系统10包括第一注射泵1、第二注射泵2、三个存放有不同浓度标准液体的标液容器4、一个存放有纯水的纯水容器5、一个收集废液的废液容器7和一个待测溶液容器6。标液系统通过三通23并接在水质监测仪8的监测管路中。

第一注射泵1通过连通管和四通11分接三个支路，其中第一支路通过通路组合12和连通管分别与三个标液容器4和一个纯水容器5相接，在三个标液容器4和纯水容器5各自的连通管上及第一支路上分别接有第一电磁阀13、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第四电磁阀16和第五电磁阀17；其中的第二支路通过连通管连接废液容器7，在第二支路上接有第六电磁阀18；其中的第三支路通过连通管与待测溶液容器6相接，在第三支路上接有第八电磁阀20。

第二注射泵2通过连通管与待测溶液容器6相接，并且在该连通管上接有第七电磁阀19，同时第二注射泵2通过旁通管与第二支路相接，且该旁通管接于第六电磁阀18的上游。

在水质监测仪8上接有通向待测水样的连通管，在该连通管上接有三通23和第十电磁阀22。在待测溶液容器6中插接有为水质监测仪8提供标液或纯水的抽液管，抽液管的另一端接在三通23上，在抽液管上接有第九电磁阀21。

在三个标液容器4、纯水容器5、待测溶液容器6、废液容器7内均设有液位计3，液位计3感知容器中液位高低，并将数据传输给工控机。标校系统10的控制箱为4℃恒温控制箱，控制箱有制冷功能，在控制箱中设有温度传感器，以将控制箱中的温度检测数据传输给工控机，工控机根据温度传感器的数据，调节控制箱的温度恒定在4℃。

标校系统10中的工控机通过网络与控制系统9相接，接受控制系统9的远程控制；同时，工控机又直接控制标液系统10的动作。工控机采用PC104架构，配A/D板（带D/A）和I/O卡，AD板带有8个A/D通道和1个D/A通道，实现液位和温度模拟信号的采集处理，I/O卡带有16个通道双向I/O接口，用于连接各电磁阀和注射泵，以控制个电磁阀的开启或关闭，控制第一和第二注射泵的动作。

此外，在水质监测仪8与工控机之间设有数据通信，水质监测仪8的检测数据通过网络连接，经工控机上传至控制系统9，控制系统9输出动作指令，通过工控机向水质监测仪8传达，并控制其执行相关指令。

标校系统10除具备以上功能，还具备实时监控、实时数据分析/记录、历史数据查询、历史数据报表/曲线的生成、数据定时备份以及监测仪器线性校准等多种功能。

正常情况下，控制系统9输出的指令，通过工控机使水质监测仪8对待测水样进行实时检测，并采集测量数据，当出现异常情况时，即水质监测中心站的控制系统9接收到的数据异常增高或降低，则向水质监测分站的标校系统10的工控机发出指令，工控机控制标液系统10对水质监测仪8进行标校。

具体标校过程如下：

各标液容器4中分别存放不同浓度的标液，纯水容器5中存放纯水，待测溶液容器6中暂时存放待测溶液，以备水质监测仪8使用，废液容器7用于存放废液。

（1）管路润湿：工控机接收指令，控制第一电磁阀13和第五电磁阀17开启，其余电磁阀关闭，控制第一注射泵1开始动作，抽取少量第一个标液容器4内的标液至第一注射泵1，然后关闭第一电磁阀13和第五电磁阀17，开启第八电磁阀20，将标液注射至待测溶液容器6内。关闭第八电磁阀20，开启第七电磁阀19，控制第二注射泵2开始动作，将待测溶液容器6内的标液抽取至第二注射泵2内。关闭第七电磁阀19，开启第六电磁阀18，将第二注射泵2内的废弃的标液注射至废液容器7内，然后关闭第六电磁阀18。

（2）水质监测仪标校：根据步骤（1）所给出的操作过程，将标液抽取至待测溶液容器6中内，关闭第十电磁阀22，开启第九电磁阀21，控制水质监测仪8抽取待测溶液容器6内的标液进行测量，测量标液得到的数据，上传至控制系统9的Web服务器上，并存储于数据库中，根据测量得到的数据，对水质监测仪8的线性系数进行标校。标校完毕后，关闭第九电磁阀21，开启第十电磁阀22，重新对待测水样进行测量。

（3）管路润洗：按照步骤（1）所给出的操作过程，抽取纯水容器5中的纯水对标液系统10润洗2-3次。

标校过程中，第一注射泵1内的剩余标液或纯水可直接通过第二支路注射到废液容器7内。

标校过程中可根据需要选择不同标液容器4中的标液，也可设置更多的标液容器4以满足需要。

另外，标校系统10设有外接UPS电源，以保证对系统的不间断供电。

本发明中，水质监测仪8可以通过标液系统10的工控机与控制系统9之间实现数据通信，也可在水质监测仪8与控制系统9之间另外设一台专门用于数据通信的工控机。

Claims

1.一种在线水质监测仪远程质控系统，其特征是，包括控制系统和对水站的水质监测仪进行标校的标校系统，所述控制系统和所述标校系统通过网络连接，以下传控制指令和上传检测数据；

所述控制系统包括数据库&Web服务器和客户端；

所述标液系统包括第一注射泵、第二注射泵、存放不同浓度标准液体的若干标液容器、一个存放纯水的纯水容器、一个收集冲洗管路液体的废液容器和一个待测溶液容器；所述第一注射泵用于吸取某一所述标液容器中的标液或所述纯水容器中的纯水，并注入所述待测溶液容器中；所述第二注射泵用于排空所述待测溶液容器内的残留液体；在所述待测溶液容器中插接有为水质监测仪提供标液的抽液管。

2. 根据权利要求1所述的在线水质监测仪远程质控系统，其特征是，所述标液系统中的所述第一注射泵通过连通管和四通分接三个支路，其中第一支路通过通路组合和连通管分别与所述标液容器和所述纯水容器相接，第二支路通过连通管与所述废液容器相接，第三支路通过连通管与所述待测溶液容器相接；所述第二注射泵通过连通管与所述待测溶液容器相接，所述第二注射泵通过旁通管与所述第二支路的连通管相接；在连接各盛液容器的连通管上以及在所述抽液管上分别设置有控制管路通断的电磁阀。

3.根据权利要求1所述的在线水质监测仪远程质控系统，其特征是，在所述标液容器、所述纯水容器、所述废液容器和所述待测溶液容器上分别设置有液位计。

4.根据权利要求2所述的在线水质监测仪远程质控系统，其特征是，所述标液容器有1-6个。

5.根据权利要求1所述的在线水质监测仪远程质控系统，其特征是，在所述标校系统中设置有UPS电源。