CN105547754A - 一种水质等比例混合采样及超标留样系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水质等比例混合采样及超标留样系统及方法。本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水质等比例混合采样及超标留样系统及方法。本发明的技术方案为：包括有<b>一混合采样模块，</b>该模块由混合采样泵、混采管液位检测装置、混采桶、混采桶搅拌机构组成；所述的用于对每次采样时混合采样管路中是否有水进行检测的混采管液位检测装置位于混合采样泵与混采桶之间；所述的混采桶搅拌机构位于混采桶内，<b>一样品输送模块，</b>该模块由样品输送泵组成；<b>一仪表供样及留样模块，</b>至少包括有留样桶液位检测装置、留样桶搅拌机构和7留样桶；所述的混采桶和留样桶通过样品输送泵串联连接。本发明属于环境保护和检测装置技术领域。

Description

一种水质等比例混合采样及超标留样系统及方法
技术领域
本发明涉及水质等比例混合采样及超标留样系统及方法，属于环境保护和检测装置技术领域。
背景技术
水质自动监测系统主要由采样系统、分析仪表以及超标留样系统等组成，通常情况下，该系统的工作模式如下：
1)系统通常采用间歇工作模式，采样分析周期一般为2H。当系统到达所设定的时间时，启动采样系统从采样口进行样品采集；
2)样品采集完成后，启动分析仪表进行分析，一般水质分析仪表测量周期为15~90min；
3)当测量完成后，系统对仪表的测量值进行判断，若超标，则控制超标留样器执行留样动作。
由上可知，当前水质自动监测系统所监测的水样均为瞬时水样，水质自动监测数据只能反映监测点在某几个固定时间点的水质情况。当前这种采样监测模式存在如下问题：
1)自动监测数据只能反映监测点水样瞬时浓度，无法反映监测点水样的平均浓度及污染物排放总量；
2)因仪表的测量时间较长，两次分析之间的时间间隔较大，该系统无法捕捉到企业在此间隔时间内的偷排行为。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水质等比例混合采样及超标留样系统及方法。
本发明的技术方案为一种水质等比例混合超标留样系统，包括有；
一混合采样模块，该模块由1混合采样泵、2混采管液位检测装置、3混采桶、4混采桶搅拌机构组成；所述的用于对每次采样时混合采样管路中是否有水进行检测的2混采管液位检测装置位于1混合采样泵与3混采桶之间；所述的4混采桶搅拌机构位于3混采桶内，
一样品输送模块，该模块由8样品输送泵组成；
一仪表供样及留样模块，至少包括有5留样桶液位检测装置、6留样桶搅拌机构和7留样桶；
所述的混采桶（3）和留样桶（7）通过8样品输送泵串联连接。
所述的仪表供样及留样模块，该模块由5留样桶液位检测装置、6留样桶搅拌机构、7留样桶、9留样泵、10排液阀、11留样管液位检测装置、12留样/供样切换阀、13分瓶机构、14采样瓶、15水质分析仪组成；所述的7留样桶上端设置有5留样桶液位检测装置和6留样桶搅拌机构，底端设置有10排液阀；所述的7留样桶通过9留样泵、11留样管液位检测装置连接和2留样/供样切换阀连接13分瓶机构和15水质分析仪。
所述的混采桶3设置在留样桶的上方。
一种如权利要求1所述的水质等比例混合超标留样系统的采样方法，包含以下步骤：
1、混合水样采集，系统对监测点水位进行检测，若监测点水位足够，开启1混合采样泵从监测点开始取样并输送至3混采桶，当2混采管液位检测装置检测到采样管路有水时，系统开始对采样量进行定量累计，当系统检测到采集完成200ml水样，停止本次采样，控制1混合采样泵反转，将采样管路内的水样排空；若监测点水位不够，则放弃本次采样；
2、混合水样采集，当到达采样设定的时间时，系统按照上述相同的方式，继续循环采集后续水样；每次采样的过程中均开启4混采桶搅拌机构对混合水样进行搅拌混匀；
3、水样输送：当3混采桶执行完水样采集任务时，8样品输送泵开启将水样由3混采桶输送至7留样桶；当水样输送完成后，3混采桶重新进入混合水样采集阶段，等待下一次水样采集时间，重复执行1、2步骤；
4、液位检测：当水样输送完成后，7留样桶内的5留样桶液位检测装置对其内部的液位进行检测，若液位达不到设定液位，则直接放弃后续仪表供样及超标留样任务；若液位达到设定液位，则继续执行下述任务；
5、仪表供样：切换12留样/供样切换阀至15水质分析仪，开启9留样泵抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往15水质分析仪定量输送水样；
6、仪表分析：15水质分析仪对水样进行分析；
7、超标判断及留样：当15水质分析仪完成分析任务后，系统对其测量值进行判断，若测量值超过设定限值，则切换12留样/供样切换阀至13分瓶机构，由13分瓶机构选取相应的14采样瓶接口，开启9留样泵抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往14采样瓶定量输送水样；仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性；
8、仪表供样及留样系统排空：当步骤7执行完成或系统检测到测量值未超标时，则开启10排液阀，同时控制9留样泵反转，对7留样桶以及留样管路进行充分排空；当排空完成后，7留样桶继续等待3混采桶内水样的下一次输送。
所述的仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性。
本发明的效果是：
1、通过在一个测量周期内多次混合采集监测点水样，该系统可有效反映该段时间内监测点水样的平均浓度；
2、水样的混合采集可按照等时间间隔执行，也可按照等累计流量间隔执行，可反映不同性质的水样平均浓度。
附图说明
图1：本发明的系统结构图。
图2：本发明的另一种系统结构图。
具体实施方式
图中1：混合采样泵；2：混采管液位检测装置；3：混采桶；4：混采桶搅拌机构；5：留样桶液位检测装置；6：留样桶搅拌机构；7：留样桶；8：样品输送泵；9：留样泵；10：排液阀；11：留样管液位检测装置；12：留样/供样切换阀；13：分瓶机构；14：采样瓶；15：水质分析仪；
实施例1：
本系统由混合采样模块、样品输送模块、仪表供样及留样模块组成，样品输送模块位于混合采样模块与仪表供样及留样模块之间，这三大模块组合共同实现水质等比例混合采样及超标留样功能。
混合采样模块：该模块由1混合采样泵、2混采管液位检测装置、3混采桶、4混采桶搅拌机构组成。其中2混采管液位检测装置位于1混合采样泵与3混采桶之间，用于对每次采样时混合采样管路中是否有水进行检测，当检测到管路有水时，系统开始定量往3混采桶内采集一设定体积的水样，可有效消除2混采管液位检测装置之前采样管路长度对采样量计量的影响；其中4混采桶搅拌机构位于3混采桶内，采样过程中，系统同时开启4混采桶搅拌机构对3混采桶内所采集的水样进行搅拌混合；1混合采样泵可由系统控制等时间间隔开启，也可根据外接流量计实现等流量间隔开启，每次的采样量可由系统进行设定。
样品输送模块：该模块由8样品输送泵组成，8样品输送泵位于3混采桶和7留样桶之间，当3混采桶完成设定采样次数的采样后，系统开启8样品输送泵，将水样由3混采桶输送至7留样桶，此后，3混采桶继续开始执行新一轮的混合采样任务。
仪表供样及留样模块：该模块由5留样桶液位检测装置、6留样桶搅拌机构、7留样桶、9留样泵、10排液阀、11留样管液位检测装置、12留样/供样切换阀、13分瓶机构、14采样瓶、15水质分析仪组成。其中7留样桶位于8样品输送泵的后端，用于储存由3混采桶输送过来的水样；5留样桶液位检测装置位于7留样桶的内部，用于检测5留样桶内液位是否达到设定液位，若达到设定液位，则继续执行仪表供样及超标留样任务，否则直接排空，放弃当次任务；其中6留样桶搅拌机构位于7留样桶的内部，用于在仪表供样及超标留样时对7留样桶内的水样进行搅拌，以保证水样的均匀性；其中9留样泵位于7留样桶的后端，其后依次连接11留样管液位检测装置、12留样/供样切换阀，9留样泵用于定量抽取7留样桶内的水样，11留样管液位检测装置用于检测留样管路是否有水，若有水，则9留样泵开始样品的定量，可消除11留样管液位检测装置之前留样管路对样品定量的影响，若无水，则放弃本次仪表供样及超标留样任务；其中15水质分析仪组成、13分瓶机构分别与12留样/供样切换阀的两个端口连接，14采样瓶与13分瓶机构连接，通过切换12留样/供样切换阀，可控制系统先后分别执行仪表供样或超标留样任务；其中10排液阀位于7留样桶的底部，用于排空7留样桶执行完成仪表供样或超标留样任务后剩余的水样。
任务要求：系统测量周期为2H；要求系统每10min采集一次水样，每次采集200ml，即一个测量周期内系统累计采集12次共2400ml水样。一种水质等比例混合超标留样系统的采样方法，包含有以下步骤：
混合水样采集1：首先，系统对监测点水位进行检测（通过液位开关或流量计信号），若监测点水位足够，开启1混合采样泵从监测点开始取样并输送至3混采桶，当2混采管液位检测装置检测到采样管路有水时，系统开始对采样量进行定量累计，当系统检测到采集完成200ml水样，停止本次采样，控制1混合采样泵反转，将采样管路内的水样排空；若监测点水位不够，则放弃本次采样；
混合水样采集1：当到达采样设定的时间时，系统按照与1相同的方式，继续循环采集后续水样；每次采样的过程中均开启4混采桶搅拌机构对混合水样进行搅拌混匀；
水样输送：当3混采桶执行完12次水样采集任务时，8样品输送泵开启将水样由3混采桶输送至7留样桶；当水样输送完成后，3混采桶重新进入混合水样采集阶段，等待下一次水样采集时间，重复执行1、2步骤；
液位检测：当水样输送完成后，7留样桶内的5留样桶液位检测装置对其内部的液位进行检测，若液位达不到设定液位，则直接放弃后续仪表供样及超标留样任务；若液位达到设定液位，则继续执行下述任务；
仪表供样：切换12留样/供样切换阀至15水质分析仪，开启9留样泵抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往15水质分析仪定量输送水样；仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性；
仪表分析：15水质分析仪对水样进行分析，一般需要15~90min；
超标判断及留样：当15水质分析仪完成分析任务后，系统对其测量值进行判断，若测量值超过设定限值，则切换12留样/供样切换阀至13分瓶机构，由13分瓶机构选取相应的14采样瓶接口，开启9留样泵抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往14采样瓶定量输送水样；仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性；
仪表供样及留样系统排空：当步骤7执行完成或系统检测到测量值未超标时，则开启10排液阀，同时控制9留样泵反转，对7留样桶以及留样管路进行充分排空；当排空完成后，7留样桶继续等待3混采桶内水样的下一次输送。
实施例2：
本系统由混合采样模块、样品输送模块、仪表供样及留样模块组成，样品输送模块位于混合采样模块与仪表供样及留样模块之间，这三大模块组合共同实现水质等比例混合采样及超标留样功能。
采样模块：同实施例1；
样品输送模块：该模块由8样品输送阀组成，8样品输送阀位于3混采桶和7留样桶之间，当3混采桶完成设定采样次数的采样后，系统开启8样品输送阀，将水样由3混采桶输送至7留样桶，此后，3混采桶继续开始执行新一轮的混合采样任务；根据本特征，3混采桶位于7留样桶的上方，以确保3混采桶内的水样可依靠重力往下进行排放。
仪表供样及留样模块：同实施例1。
任务要求：系统测量周期为2H；要求系统每10min采集一次水样，每次采集200ml，即一个测量周期内系统累计采集12次共2400ml水样。所述的水质等比例混合超标留样系统的采样方法，包含以下步骤：
混合水样采集1：首先，系统对监测点水位进行检测（通过液位开关或流量计信号），若监测点水位足够，开启1混合采样泵从监测点开始取样并输送至3混采桶，当2混采管液位检测装置检测到采样管路有水时，系统开始对采样量进行定量累计，当系统检测到采集完成200ml水样，停止本次采样，控制1混合采样泵反转，将采样管路内的水样排空；若监测点水位不够，则放弃本次采样；
混合水样采集1：当到达采样设定的时间时，系统按照与1相同的方式，继续循环采集后续水样；每次采样的过程中均开启4混采桶搅拌机构对混合水样进行搅拌混匀；
水样输送：当3混采桶执行完12次水样采集任务时，8样品输送阀开启将水样由3混采桶输送至7留样桶；当水样输送完成后，3混采桶重新进入混合水样采集阶段，等待下一次水样采集时间，重复执行1、2步骤；
液位检测：当水样输送完成后，7留样桶内的5留样桶液位检测装置对其内部的液位进行检测，若液位达不到设定液位，则直接放弃后续仪表供样及超标留样任务；若液位达到设定液位，则继续执行下述任务；
仪表供样：切换12留样/供样切换阀至15水质分析仪，开启9留样泵抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往15水质分析仪定量输送水样；仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性；
仪表分析：15水质分析仪对水样进行分析，一般需要15~90min；
超标判断及留样：当15水质分析仪完成分析任务后，系统对其测量值进行判断，若测量值超过设定限值，则切换12留样/供样切换阀至13分瓶机构，由13分瓶机构选取相应的14采样瓶接口，开启9留样泵抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往14采样瓶定量输送水样；仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性；
仪表供样及留样系统排空：当步骤7执行完成或系统检测到测量值未超标时，则开启10排液阀，同时控制9留样泵反转，对7留样桶以及留样管路进行充分排空；当排空完成后，7留样桶继续等待3混采桶内水样的下一次输送。

Claims (6)

1.一种水质等比例混合超标留样系统，包括有；
一混合采样模块，该模块由(1)混合采样泵、(2)混采管液位检测装置、(3)混采桶、(4)混采桶搅拌机构组成；所述的用于对每次采样时混合采样管路中是否有水进行检测的(2)混采管液位检测装置位于(1)混合采样泵与(3)混采桶之间；所述的(4)混采桶搅拌机构位于(3)混采桶内，
一样品输送模块，该模块由(8)样品输送泵组成；
一仪表供样及留样模块，至少包括有(5)留样桶液位检测装置、(6)留样桶搅拌机构和(7)留样桶；
其特征在于所述的混采桶（3）和留样桶（7）通过样品输模块(8)串联连接。
2.根据权利要求1所述的水质等比例混合超标留样系统，其特征在于所述的仪表供样及留样模块，该模块由(5)留样桶液位检测装置、(6)留样桶搅拌机构、(7)留样桶、(9)留样泵、(10)排液阀、(11)留样管液位检测装置、(12)留样/供样切换阀、(13)分瓶机构、(14)采样瓶、(15)水质分析仪组成；
所述的(7)留样桶上端设置有(5)留样桶液位检测装置和(6)留样桶搅拌机构，底端设置有(10)排液阀；所述的(7)留样桶通过(9)留样泵、(11)留样管液位检测装置连接和(2)留样/供样切换阀连接(13)分瓶机构和(15)水质分析仪。
3.根据权利要求1所述的水质等比例混合超标留样系统，其特征在于所述的混采桶(3)设置在留样桶的上方。
4.一种如权利要求1所述的水质等比例混合超标留样系统的采样方法，其特征在于包含以下步骤：
1)、混合水样采集，系统对监测点水位进行检测，若监测点水位足够，开启(1)混合采样泵从监测点开始取样并输送至(3)混采桶，当(2)混采管液位检测装置检测到采样管路有水时，系统开始对采样量进行定量累计，当系统检测到采集完成200ml水样，停止本次采样，控制(1)混合采样泵反转，将采样管路内的水样排空；若监测点水位不够，则放弃本次采样；
2)、混合水样采集，当到达采样设定的时间时，系统按照上述相同的方式，继续循环采集后续水样；每次采样的过程中均开启(4)混采桶搅拌机构对混合水样进行搅拌混匀；
3)、水样输送：当(3)混采桶执行完水样采集任务时，(8)样品输送泵开启将水样由(3)混采桶输送至(7)留样桶；当水样输送完成后，(3)混采桶重新进入混合水样采集阶段，等待下一次水样采集时间，重复执行1、2步骤；
4)、液位检测：当水样输送完成后，(7)留样桶内的(5)留样桶液位检测装置对其内部的液位进行检测，若液位达不到设定液位，则直接放弃后续仪表供样及超标留样任务；若液位达到设定液位，则继续执行下述任务；
5)、仪表供样：切换(12)留样/供样切换阀至(15)水质分析仪，开启(9)留样泵抽取(7)留样桶内的水样，当(11)留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往(15)水质分析仪定量输送水样；
6)、仪表分析：(15)水质分析仪对水样进行分析；
7)、超标判断及留样：当(15)水质分析仪完成分析任务后，系统对其测量值进行判断，若测量值超过设定限值，则切换(12)留样/供样切换阀至(13)分瓶机构，由(13)分瓶机构选取相应的(14)采样瓶接口，开启(9)留样泵抽取(7)留样桶内的水样，当(11)留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往(14)采样瓶定量输送水样；
8)、仪表供样及留样系统排空：当步骤7执行完成或系统检测到测量值未超标时，则开启(10)排液阀，同时控制(9)留样泵反转，对(7)留样桶以及留样管路进行充分排空；当排空完成后，(7)留样桶继续等待(3)混采桶内水样的下一次输送。
5.根据权利4所述的水质等比例混合超标留样系统的采样方法，其特征在于所述的步骤5中仪表供样过程中(6)留样桶搅拌机构一直开启，以保证(7)留样桶内水样的均匀性。
6.根据权利4所述的水质等比例混合超标留样系统的采样方法，其特征在于所述的步骤7中留样过程中(6)留样桶搅拌机构一直开启，以保证(7)留样桶内水样的均匀性。
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