CN105758904A - 一种多参数水质监测系统、方法以及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多参数水质监测系统、方法以及应用，系统包括至少一个远程监控中心和至少一个监测点，每个监测点分别配置至少一个监测传感器和至少一个数据采集系统；每个监测点的监测传感器均包括在线余氯分析仪、在线浊度分析仪和在线数字化PH计，均采用数字输出，并直接与所在监测点的数据采集系统进行数据传输；所有数据采集系统通过无线的方式与远程监控中心进行数据传输；每个监测传感器分别安装于连通有采样管路的流通池内。本发明可实现监测点水质实时自动检测和检测数据实时采集和传输，管理人员可通过远程监控中心实时查看检测数据，克服了现有水质监测方法需要人手在每个监测点进行取样检测而造成的准确性不高、结果具有滞后性的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及公共安全生产自动化领域，具体涉及一种多参数水质监测系统、方法及应用，可用于城市供水系统用户进水端的水质进行监测，以保证城市终端用户的用水安全。
背景技术
近年来，水质安全问题已经成为人们日益关注的突出问题，其主要原因是由于外界污染物进入、内部污染物继续反应和管材等造成水质的二次污染。传统的水质监测系统大多采用化学方法进行测量，定时的从取样点取出水样，对PH值、余氯、浊度等相关参数的测量一般都在现场就地监测，需要就近建立监测分站并在现场配备专职的工作人员。这种传统的化学方法测量对环境存在污染并且测量准确度不高，而且只能就地监测参数，不具备远传功能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种多参数水质监控系统、方法及应用，通过采用J2EE架构，支持简化的、基于构件的设计、开发模型，对市辖区各个关键用水点、区域的浊度、余氯、PH值等数据进行实时监测，并且数据可以通过无线的方式实时传输到监测中心，以提高检测的准确性，保证检测结果的时效性，且不对待测水造成污染。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多参数水质监测系统，包括至少一个远程监控中心和至少一个监测点，每个监测点分别配置有至少一个监测传感器和至少一个数据采集系统；每个监测点的监测传感器均包括在线余氯分析仪、在线浊度分析仪和在线数字化PH计，均采用数字输出，并直接与所在监测点的数据采集系统进行数据传输；所有的数据采集系统通过无线的方式与所述远程监控中心进行数据传输；每个监测传感器分别安装于连通有采样管路的流通池内。
进一步地，所述在线余氯分析仪包括余氯电极、用于在所述余氯电极的工作电极和参比电极之间施加偏压的偏压施加装置、电流传感器、温度传感器以及RS485数字接口，当余氯电极浸在待测水中时，偏压施加装置向余氯电极的工作电极和参比电极施加偏压后余氯电极与水中的余氯发生氧化还原反应并产生扩散电流，电流传感器用于测量该电极，所述温度传感器用于测量待测水水温，所述电流传感器和温度传感器连接于所述RS485数字接口。
进一步地，所述在线数字化PH计主要由PH测量电极、电极信号处理器、温度传感器和变送器构成，所述PH测量电极连接于所述电极信号处理器，所述电极信号处理器和温度传感器均通过RS485数字接口连接于所述变送器，所述变送器连接于数据采集系统。
进一步地，所述数据采集系统采用GPRS低功耗测控终端，具有数据采集单元、数据传送单元和数据存储单元，所述数据采集单元与数据存储单元连接，而所述数据存储单元则与数据传送单元连接；所述数据传送单元通过GPRS、短消息或卫星的方式与所述远程监控中心进行数据传输。
进一步地，所述数据采集系统外接有工业照相机。
进一步地，所述数据采集系统包括用于向远程监控中心发送报警信号的报警装置。
进一步地，所述远程监控中心包括远端服务器以及与远端服务器进行连接的监控终端，所述远端服务器和监控终端之间还设置有权限控制单元。
利用上述多参数水质监测系统的水质监控方法包括如下步骤：
S1将配置在监测点的监测传感器分别安装于流通池内，然后将与流通池相连通的采样管路接通到监测点的现场管路中，使得现场管路中的待测水分流流至流通池内；
S2包括在线浊度分析仪、在线余氯分析仪和在线数字化PH计在内的监测传感器对待测水进行检测分析，并将得到的数据以数字输出方式直接传送到所在监测点的数据采集系统；其中，所述在线余氯分析仪包括余氯电极、用于在所述余氯电极的工作电极和参比电极之间施加偏压的偏压施加装置、电流传感器、温度传感器以及RS485数字接口，当余氯电极浸在待测水中时，偏压施加装置向余氯电极的工作电极和参比电极施加偏压后余氯电极与水中的余氯发生氧化还原反应并产生扩散电流，电流传感器测量该电极，温度传感器测量待测水水温，所述电流传感器和温度传感器通过RS485数字接口将数据传输至所述数据采集系统；另外，所述在线数字化PH计主要PH测量电极、电极信号处理器、温度传感器和变送器构成，所述PH测量电极在检测待测水时产生的电极信号经过电极信号处理器的高阻抗运放缓冲和处理转换成数字信号后，经过RS485数字接口传送给变送器，最后传送给数据采集系统；
S3数据采集系统通过数据采集单元采集各监测传感器的数据并存储在数据存储单元中，所述数据存储单元中的数据通过数据传送单元以GPRS、短消息或卫星的方式传输到所述远程监控中心的远端服务器；另外，数据采集系统可以通过工业照相机对监测点进行实地拍摄并经过数据传送单元传送至远程监控中心的远端服务器；
S4拥有权限的人员通过远程监控中心的监控终端通过权限控制单元的认证，并连接并查看远端服务器中的数据；监控终端可通过软件根据数据生成图表或报表。
上述多参数水质监测系统可应用于在城市供水系统用户进水端的水质监测。
本发明的有益效果在于：
1、可实现监测点水质的实时自动检测以及检测数据的实时采集和传输，管理人员可通过远程监控中心实时查看检测数据，克服了现有的水质监测方法需要人手在每个监测点进行取样检测而造成的准确性不高、检测结果具有滞后性的缺点；
2、采用在线浊度分析仪、在线余氯分析仪和在线数字化PH计并采用流通式安装方法，实现自动实时检测的同时不对水质产生二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例的系统原理框图；
图2为图1中在线余氯分析仪的结构原理框图；
图3为图1中在线数字化PH计的结构原理框图；
图4为图1中在线浊度分析仪、在线余氯分析仪、在线数字化PH计和数据采集系统的安装示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1所示，一种多参数水质监测系统，包括至少一个远程监控中心1和至少一个监测点，在本实施例中，包括n个监测点。每个监测点分别配置有至少一个监测传感器和至少一个数据采集系统；每个监测点的监测传感器均包括在线余氯分析仪、在线浊度分析仪和在线数字化PH计，均采用数字输出，并直接与所在监测点的数据采集系统进行数据传输；所有的数据采集系统通过无线的方式与所述远程监控中心进行数据传输；每个监测传感器分别安装于连通有采样管路的流通池内。
进一步地，如图2所示，所述在线余氯分析仪包括余氯电极、用于在所述余氯电极的工作电极和参比电极之间施加偏压的偏压施加装置、电流传感器、温度传感器以及RS485数字接口，当余氯电极浸在待测水中时，偏压施加装置向余氯电极的工作电极和参比电极施加偏压后余氯电极与水中的余氯发生氧化还原反应并产生扩散电流，电流传感器用于测量该电极，所述温度传感器用于测量待测水水温，所述电流传感器和温度传感器连接于所述RS485数字接口。
进一步地，如图3所示，所述在线数字化PH计主要由PH测量电极、电极信号处理器、温度传感器和变送器构成，所述PH测量电极连接于所述电极信号处理器，所述电极信号处理器和温度传感器均通过RS485数字接口连接于所述变送器，所述变送器连接于数据采集系统。
进一步地，所述数据采集系统采用GPRS低功耗测控终端，具有数据采集单元、数据传送单元和数据存储单元，所述数据采集单元与数据存储单元连接，而所述数据存储单元则与数据传送单元连接；所述数据传送单元通过GPRS、短消息或卫星的方式与所述远程监控中心进行数据传输。
进一步地，所述数据采集系统外接有工业照相机。
进一步地，所述数据采集系统包括用于向远程监控中心发送报警信号的报警装置。
进一步地，所述远程监控中心包括远端服务器以及与远端服务器进行连接的监控终端，所述远端服务器和监控终端之间还设置有权限控制单元。
可以将数据采集系统、在线余氯分析仪、在线浊度分析仪、在线数字化PH计及流通池安装于箱体中，以起到对各设备的保护作用。具体可采用如下方案：
如图4所示，将数据采集系统3安装于一个箱体1中，而在线余氯分析仪4、在线浊度分析仪5和在线数字化PH计6则安装于另一个箱体2中。其中，而在线余氯分析仪4安装在流通池7内，而在线浊度分析仪5和在线数字化PH计6则共同安装在流通池8内。监测点现场管路的待测水从进水口11进入到进水管9和进水管10中，继而分别进入到流通池7和流通池8中。流通池7和流通池8中的待测水最后分别从出水管12和出水管13流出，并共同从出水口14中流出箱体2。连接各监测传感器的线缆和连接数据采集系统的线缆可以分别从箱体2和箱体1的线缆口16和15进入。
另外。数据采集系统、在线余氯分析仪、在线浊度分析仪、在线数字化PH计及流通池也安装于同一箱体中。
利用上述多参数水质监测系统的水质监控方法包括如下步骤：
S1将配置在监测点的监测传感器分别安装于流通池内，然后将与流通池相连通的采样管路接通到监测点的现场管路中，使得现场管路中的待测水分流流至流通池内；
S2包括在线浊度分析仪、在线余氯分析仪和在线数字化PH计在内的监测传感器对待测水进行检测分析，并将得到的数据以数字输出方式直接传送到所在监测点的数据采集系统；其中，所述在线余氯分析仪包括余氯电极、用于在所述余氯电极的工作电极和参比电极之间施加偏压的偏压施加装置、电流传感器、温度传感器以及RS485数字接口，当余氯电极浸在待测水中时，偏压施加装置向余氯电极的工作电极和参比电极施加偏压后余氯电极与水中的余氯发生氧化还原反应并产生扩散电流，电流传感器测量该电极，温度传感器测量待测水水温，所述电流传感器和温度传感器通过RS485数字接口将数据传输至所述数据采集系统；另外，所述在线数字化PH计主要PH测量电极、电极信号处理器、温度传感器和变送器构成，所述PH测量电极在检测待测水时产生的电极信号经过电极信号处理器的高阻抗运放缓冲和处理转换成数字信号后，经过RS485数字接口传送给变送器，最后传送给数据采集系统；
S3数据采集系统通过数据采集单元采集各监测传感器的数据并存储在数据存储单元中，所述数据存储单元中的数据通过数据传送单元以GPRS、短消息或卫星的方式传输到所述远程监控中心的远端服务器；另外，数据采集系统可以通过工业照相机对监测点进行实地拍摄并经过数据传送单元传送至远程监控中心的远端服务器；
S4拥有权限的人员通过远程监控中心的监控终端通过权限控制单元的认证，并连接并查看远端服务器中的数据；监控终端可通过软件根据数据生成图表或报表。
上述多参数水质监测系统可应用于在城市供水系统用户进水端的水质监测。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多参数水质监测系统，其特征在于，包括至少一个远程监控中心和至少一个监测点，每个监测点分别配置有至少一个监测传感器和至少一个数据采集系统；每个监测点的监测传感器均包括在线余氯分析仪、在线浊度分析仪和在线数字化PH计，均采用数字输出，并直接与所在监测点的数据采集系统进行数据传输；所有的数据采集系统通过无线的方式与所述远程监控中心进行数据传输；每个监测传感器分别安装于连通有采样管路的流通池内。
2.根据权利要求1所述的多参数水质监测系统，其特征在于，所述在线余氯分析仪包括余氯电极、用于在所述余氯电极的工作电极和参比电极之间施加偏压的偏压施加装置、电流传感器、温度传感器以及RS485数字接口，当余氯电极浸在待测水中时，偏压施加装置向余氯电极的工作电极和参比电极施加偏压后余氯电极与水中的余氯发生氧化还原反应并产生扩散电流，电流传感器用于测量该电极，所述温度传感器用于测量待测水水温，所述电流传感器和温度传感器连接于所述RS485数字接口。
3.根据权利要求1所述的多参数水质监测系统，其特征在于，所述在线数字化PH计主要由PH测量电极、电极信号处理器、温度传感器和变送器构成，所述PH测量电极连接于所述电极信号处理器，所述电极信号处理器和温度传感器均通过RS485数字接口连接于所述变送器，所述变送器连接于数据采集系统。
4.根据权利要求1所述的多参数水质监测系统，其特征在于，所述数据采集系统采用GPRS低功耗测控终端，具有数据采集单元、数据传送单元和数据存储单元，所述数据采集单元与数据存储单元连接，而所述数据存储单元则与数据传送单元连接；所述数据传送单元通过GPRS、短消息或卫星的方式与所述远程监控中心进行数据传输。
5.根据权利要求1所述的多参数水质监测系统，其特征在于，所述数据采集系统外接有工业照相机。
6.根据权利要求1所述的多参数水质监测系统，其特征在于，所述数据采集系统包括用于向远程监控中心发送报警信号的报警装置。
7.根据权利要求1所述的多参数水质监测系统，其特征在于，所述远程监控中心包括远端服务器以及与远端服务器进行连接的监控终端，所述远端服务器和监控终端之间还设置有权限控制单元。
8.一种利用权利要求1-7任一所述多参数水质监测系统的水质监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1将配置在监测点的监测传感器分别安装于流通池内，然后将与流通池相连通的采样管路接通到监测点的现场管路中，使得现场管路中的待测水分流流至流通池内；
S2包括在线浊度分析仪、在线余氯分析仪和在线数字化PH计在内的监测传感器对待测水进行检测分析，并将得到的数据以数字输出方式直接传送到所在监测点的数据采集系统；其中，所述在线余氯分析仪包括余氯电极、用于在所述余氯电极的工作电极和参比电极之间施加偏压的偏压施加装置、电流传感器、温度传感器以及RS485数字接口，当余氯电极浸在待测水中时，偏压施加装置向余氯电极的工作电极和参比电极施加偏压后余氯电极与水中的余氯发生氧化还原反应并产生扩散电流，电流传感器测量该电极，温度传感器测量待测水水温，所述电流传感器和温度传感器通过RS485数字接口将数据传输至所述数据采集系统；另外，所述在线数字化PH计主要PH测量电极、电极信号处理器、温度传感器和变送器构成，所述PH测量电极在检测待测水时产生的电极信号经过电极信号处理器的高阻抗运放缓冲和处理转换成数字信号后，经过RS485数字接口传送给变送器，最后传送给数据采集系统；
S3数据采集系统通过数据采集单元采集各监测传感器的数据并存储在数据存储单元中，所述数据存储单元中的数据通过数据传送单元以GPRS、短消息或卫星的方式传输到所述远程监控中心的远端服务器；另外，数据采集系统可以通过工业照相机对监测点进行实地拍摄并经过数据传送单元传送至远程监控中心的远端服务器；
S4拥有权限的人员通过远程监控中心的监控终端通过权限控制单元的认证，并连接并查看远端服务器中的数据；监控终端可通过软件根据数据生成图表或报表。
9.如权利要求1-7任一所述的多参数水质监测系统在城市供水系统用户进水端的水质监测的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160713 |