CN106093154A - 水质ph值在线远程监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的水质PH值在线远程监测系统及方法，系统包括水质检测单元，用于对被测水样进行PH值检测，监测中心，用于接收水质检测单元的水质检测结果，移动终端，用于远程报警、查询和统计水质检测结果；本发明中的水质PH值在线远程监测系统，可以自动对被测水样进行PH值检测，通过移动终端对水质检测结果进行远程的查询和统计，当水质存在问题时，可以通过监测中心向移动终端发送告警信息，本发明可以有效的提高水质检测的效率，水质检测结果准确，大大提高了水质质量，为环境保护和人们的身体健康提供了有效的保证。

Description

水质PH值在线远程监测系统及方法

技术领域

本发明涉及环保监测领域，尤其涉及一种水质PH值在线远程监测系统及方法。

背景技术

水质监测是环境监测工作中的主要工作之一，是准确、及时、全面地反映水质现状及发展趋势，为水环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据，对整个水环境保护、水污染控制以及维护水环境健康方面起着至关重要的作用。

根据我国《GB5749-2006生活饮用水卫生标准》的规定，饮用水的pH值范围应为6.5-8.5，人体长期饮用超过标准的过酸或过碱饮用水，会导致人体内酸碱度失调，轻者引起疲劳、免疫力下降、伤口难愈合、思维和记忆力减退等现象，重者导致心脑血管病、糖尿病、精神和神经疾病的发生，

目前，现有技术中对水质的PH值测定方法有比色法和玻璃电极法，玻璃电极法测定水样的PH值是以饱和甘汞电极为参比电极,以玻璃电极为指示电极,与被测水样组成工作电池,再用PH计测量工作电动势,由PH计直接读取PH值，但测量的实际过程中，通常为人工操作，不仅对操作人员的业务水平要求较高，而且非常容易在检测的过程中由于人为的操作失误，导致测量结果不够准确，因此，亟需一种新的技术手段，能够对水质酸碱度进行全自动监测，无需人工操作，提高水质监测的结果，有效的保护环境，同时还能够有利于提高人们群众的身体健康水平。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种水质PH值在线远程监测系统及方法，以解决上述问题。

本发明提供的水质PH值在线远程监测系统，系统包括

PH值检测单元，用于对被测水样的PH值进行检测，

监控中心，用于接收并存储水质检测单元的PH值检测结果，对PH值检测结果进行分析，

移动终端，用于远程查询PH值检测结果；

所述水质检测单元包括：

容器装置，用于分别单独盛放浸泡溶液、被测水样、清洗剂溶液；

PH电极，用于对样品容器中的被测水样进行PH值检测，

冲洗装置，用于抽取清洗剂溶液对所述PH电极进行冲洗，

控制装置，用于控制PH电极进行检测并生成检测结果；

所述控制装置分别与PH电极和冲洗装置连接，控制冲洗装置对PH电极进行冲洗，利用冲洗后的PH电极对被测水样进行测量，并将测量结果发送至监控中心。

进一步，所述控制装置包括采样电路、中央处理器、通信模块和用于根据中央处理器的控制命令驱动PH电极的驱动器，

所述采样电路与中央处理器连接，将采集的PH电极信号发送到中央处理器进行判断，

所述通信模块与中央处理器连接，将水质判断结果发送至监控中心。

进一步，所述冲洗装置包括用于抽取被测水样的抽取装置Ⅰ和用于抽取清洗剂的抽取装置Ⅱ、所述抽取装置Ⅰ通过水样管道与盛放被测水样的容器连接，所述抽取装置Ⅱ通过清洗剂管道与盛放清洗剂的容器连接，

所述驱动器包括与所述PH电极连接的用于带动PH电极进行运动的机械臂、与机械臂连接的用于使机械臂沿固定轨道运动的滑轨以及驱动机械臂在滑轨上运动的驱动器，所述驱动器与控制装置连接。

进一步，所述容器装置包括浸泡溶液容器、测量容器、样品容器和清洗剂溶液容器，所述样品容器为一个或多个，所述测量容器底部设置有用于使测量后的样品回流至原样品容器的回流装置。

进一步，所述抽取装置Ⅰ包括水泵1和电磁阀Ⅰ，所述抽取装置Ⅱ包括水泵Ⅱ和电磁阀Ⅱ，中央处理器控制驱动器通过机械臂将存放在浸泡液容器中的PH电极移动至冲洗位置，启动水泵Ⅱ和电磁阀Ⅱ抽取清洗剂对PH电极进行冲洗，控制启动水泵1和电磁阀Ⅰ抽取被测水样至测量容器，再将冲洗后的PH电极移动至测量容器内进行测量，测量完成后，将PH电极抽出并移动至冲洗位置，再次进行冲洗，并将再次冲洗后的PH电极移动至浸泡液容器中存放。

进一步，所述监控中心包括WEB服务器、数据库服务器和客户端设备，所述移动终端与WEB服务器连接，所述WEB服务器分别与客户端设备和数据库服务器连接。

进一步，所述清洗剂容器和浸泡液容器内设置有进水管、排水阀以及用于控制所述进水管和排水阀开闭的阀门驱动模块，所述阀门驱动模块与中央处理器连接，用于定期更换清洗剂和浸泡液。

进一步，所述监控中心还包括鉴权服务器，用于对连接WEB服务器的移动终端进行登陆权限管理，所述移动终端至少包括微处理器、报警模块、输入模块和显示模块，所述微处理器分别与报警模块、输入模块和显示模块连接。

本发明还提供一种水质PH值在线远程监测方法，包括

a.通过标准缓冲液对PH电极进行校正；

b.将ph电极从浸泡液容器中抽出，移至冲洗位置，抽取清洗剂对ph电极冲洗，

c.抽取被检水样至样品容器，接通采样电路对ph电极进行测量；对测量的PH值进行处理，并将测量结果发送到监控中心，

d.测量完成后，将ph电极从样品容器中抽出，移至冲洗位置，抽取清洗剂对ph电极冲洗，

e.将冲洗后的ph电极，移到浸泡液容器中存放。

进一步，步骤b和步骤d中，对ph电极进行清洗时，采用多个喷头分别从不同位置对ph电极进行清洗，清洗完成后，控制在ph电极轴向转动，并对ph电极进行干燥处理。

本发明的有益效果：本发明中的水质PH值在线远程监测系统，可以获取水样，并自动对被测水样进行PH值检测，通过移动终端对水质检测结果进行远程的查询和统计，当水质检测存在问题时，可以通过监控中心向移动终端发送告警信息，本发明中的通过采用多个喷头分别从不同位置对ph电极进行清洗，并对PH电极进行冲洗、甩干和干燥处理，还可以通过定期更换容器内的溶液等技术手段，保证PH值测量结果的准确性，本发明在实际的应用过程中，可以实现全程自动检测，无需人工干预，避免了人工采集水样和测量的繁琐过程，也避免了人员在操作时由于疏忽造成的不必要的失误，可以有效的提高水质检测的效率，保证了测量和监控的实时性，水质检测结果准确，为提高水质质量奠定了基础，为环境保护和人们的身体健康提供了有效的保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1是本发明的原理示意图。图1是本发明的原理框图，图2是本发明的结构示意图，图3是本发明的流程示意图。

如图1所示，本实施例中的水质PH值在线远程监测系统，包括

PH值检测单元，用于对被测水样的PH值进行检测，

监控中心，用于接收并存储水质检测单元的PH值检测结果，对PH值检测结果进行分析，

移动终端，用于远程查询PH值检测结果；

所述水质检测单元包括：

容器装置，用于分别单独盛放浸泡溶液、被测水样、清洗剂溶液；

PH电极，用于对样品容器中的被测水样进行PH值检测，

冲洗装置，用于抽取清洗剂溶液对所述PH电极进行冲洗，

控制装置，用于控制PH电极进行检测并生成检测结果；

所述控制装置分别与PH电极和冲洗装置连接，控制冲洗装置对PH电极进行冲洗，利用冲洗后的PH电极对被测水样进行测量，并将测量结果发送至监控中心。

日常生活中所要饮用的水的PH值应在6.5—8.5之间,ph之的标准是以氢离子的标准定位的,小于7的是显酸性的,大于7的是显碱性的,直饮水的标准刚好显中性,但是看上去同样都是无色无味的各种水的PH值其实是有很大差异的,对人体健康的影响也完全不同。在本实施例中，控制装置包括采样电路、中央处理器、通信模块和用于根据中央处理器的控制命令驱动PH电极的驱动器，所述采样电路与中央处理器连接，将采集的PH电极信号发送到中央处理器进行判断，所述通信模块与中央处理器连接，将水质判断结果发送至监控中心。如图2所示，所述冲洗装置包括用于抽取被测水样的抽取装置Ⅰ和用于抽取清洗剂的抽取装置Ⅱ、所述抽取装置Ⅰ通过水样管道与盛放被测水样的容器连接，所述抽取装置Ⅱ通过清洗剂管道与盛放清洗剂的容器连接，所述驱动器包括与所述PH电极连接的用于带动PH电极进行滑动和伸缩运动的机械臂、与机械臂连接的用于使机械臂沿固定轨道运动的滑轨以及驱动机械臂在滑轨上运动的驱动电机，所述驱动电机与控制装置连接。在电磁阀T1打开时，水泵M1通过水样管道抽取一定水样到样品容器中已备测量；PH电极1未检测时存放在浸泡液容器中；检测前PH电极1应从浸泡液抽出，由清洗剂清洗后再对样品进行ph值时行测量，测量后ph电极1再由清洗剂清洗后存放在浸泡液容器中；电极滑轨、滑轨电机3、机械臂2及伸缩机构使ph电极1能横向和纵向移动。控制装置由采样电路、中央处理器、控制器和通讯模块构成。采样电路与ph电极和中央处理器联接，将采集的ph电极信号发送给中央处理器进行判断；中央处理器与采样电路、控制器和通讯模块联接，中央处理器内置固化程序，按水质ph值的测量流程通过控制器分别对水泵ⅠM1、水泵ⅡM2、电磁阀ⅠT1、电磁阀ⅡT1进行控制，实现对电极的清洗、测量等流程，中央处理器还将采集的水样ph电极信息进行逻辑判断和运算，并将其结果发到的通讯模块中；控制器与中央处理器联接，接收中央处理器控制命令，并对水泵ⅠM1、水泵ⅡM2、电磁阀ⅠT1、电磁阀ⅡT1进行控制；通讯模块与中央处理器联接，接收中央处理器的水质判断结果，并将其发送到监控中心数据数据服务器中。

在本实施例中，抽取装置Ⅰ包括水泵ⅠM1和电磁阀ⅠT1，所述抽取装置Ⅱ包括水泵ⅡM2和电磁阀ⅡT2，中央处理器控制驱动电机通过机械臂将存放在浸泡液容器中的PH电极移动至冲洗位置，启动水泵ⅡM2和电磁阀ⅡM2抽取清洗剂对PH电极进行冲洗，控制启动水泵ⅠM1和电磁阀ⅠM1抽取被测水样至测量容器，再将冲洗后的PH电极移动至测量容器内进行测量，测量完成后，将PH电极抽出并移动至冲洗位置，再次进行冲洗，将再次冲洗后的PH电极移动至浸泡液容器中存放，容器装置包括浸泡溶液容器、测量容器、样品容器和清洗剂溶液容器，所述样品容器为一个或多个，所述测量容器底部设置有用于使测量后的样品回流至原样品容器的回流装置。浸泡液容器内配置有按(250ml的ph4.00缓冲液与56mg分析纯氯化钾完全溶解液体)，且应定期更换；清洗剂容器内装有一定容量的离子水，且应定期进行补充；测量容器底部设置有水样回流装置，使测量完的样品水回流到原水池或水箱中。

在本实施例中，监控中心包括WEB服务器、数据库服务器和客户端设备，所述移动终端与WEB服务器连接，所述WEB服务器分别与客户端设备和数据库服务器连接，优选地，监控中心还包括鉴权服务器，用于对连接WEB服务器的移动终端进行登陆权限管理，数据库服务器与WEB服务器联接，接收由水质监测终端发送的水质ph值数据并存储于服务器中，同时为WEB服务器提供水质监测实时数据；WEB服务器与数据服务器和客户端电脑联接，通过网络为客户端电脑和移动监测终端提供水质监测服务；客户端电脑通过网络设备与WEB服务器，通过WEB应用实现水质监测、报警、查询和统计等功能。本实施例中的移动终端通过运营商无线网络与WEB服务器联接，实现水质监测、报警、查询和统计等功能。移动终端至少包括微处理器、报警模块、输入模块和显示模块，所述微处理器分别与报警模块、输入模块和显示模块连接，优选地，用户可以通过移动终端对水质PH的检测过程进行控制，并且可以采用多个PH电极同时进行测量，以提高测量的效率，也可以采用多个PH电极同时对一个样品进行测量，以保证测量准确性，相应地，可以设置调节酸性容器和碱性容器，以及酸性抽取装置和碱性抽取装置，针对酸性过碱性过高的样品，还可以通过调节PH可用酸(盐酸和硫酸溶液)和碱(氢氧化钠)来进行中和，当酸性过高，则采用盐酸和硫酸溶液调低，当PH过低时，采用用氢氧化钠来调高，以实现使PH值处于一个健康的饮用范围。

如图3所示，在本实施例中，在进行测量之前，通过标准缓冲液对PH电极进行校正，再将ph电极1从浸泡液容器中抽出，移至冲洗位置，打开电磁阀T2并启动水泵ⅡM2，抽取清洗剂对ph电极冲洗；打开电磁阀ⅠT1并启动水泵ⅠM1，抽取一定数量的被检水样至样品容器；将ph电极移动至样品容器内，由控制器接通采样电路对ph电极1进行测量；水质监测终端对测量的PH值进行逻辑判断和运行，并将测量值和运行结果发送到监测中心数据库服务器中；测量完成后，将ph电极1从样品容器中抽出，移至冲洗位置，打开电磁阀ⅡT2并启动水泵ⅡM2，抽取清洗剂对ph电极1冲洗；将冲洗后的ph电极1，移到浸泡液容器中存放；ph电极1在未使用时将一直存放在浸泡液容器中。

相应地，本实施例还提供一种水质PH值在线远程监测方法，包括

a.在进行测量之前，通过标准缓冲液对PH电极进行校正。

b.将ph电极1从浸泡液容器中抽出，移至冲洗位置，抽取清洗剂对ph电极冲洗，

c.抽取被检水样至样品容器，由控制器接通采样电路对ph电极1进行测量；对测量的PH值进行逻辑判断和运行，并将测量值和运行结果发送到监测中心数据库服务器中，

d.测量完成后，将ph电极从样品容器中抽出，移至冲洗位置，抽取清洗剂对ph电极冲洗，

e.将冲洗后的ph电极，移到浸泡液容器中存放。

在本实施例中，在进行测量之前，通过标准缓冲液对PH电极进行校正，再将ph电极1从浸泡液容器中抽出，移至冲洗位置，打开电磁阀T2并启动水泵ⅡM2，抽取清洗剂对ph电极冲洗；打开电磁阀ⅠT1并启动水泵ⅠM1，抽取一定数量的被检水样至样品容器；将ph电极移动至样品容器内，由控制器接通采样电路对ph电极1进行测量；水质监测终端对测量的PH值进行逻辑判断和运行，并将测量值和运行结果发送到监测中心数据库服务器中；测量完成后，将ph电极1从样品容器中抽出，移至冲洗位置，打开电磁阀ⅡT2并启动水泵ⅡM2，抽取清洗剂对ph电极1冲洗；将冲洗后的ph电极1，移到浸泡液容器中存放；ph电极1在未使用时将一直存放在浸泡液容器中。

在本实施例中，步骤b和步骤d中，ph电极进行清洗时，采用多个喷头分别从不同位置对ph电极进行清洗，清洗后，控制在ph电极轴向转动，并对ph电极进行干燥处理，本实施例中可以采用多个喷头以环形围绕ph电极进行冲洗，通过设置一个环形架，在环形架沿圆周方向均匀布置若干个喷头，在进行冲洗时，控制多个喷头同时对PH电极进行冲洗，可以使冲洗效率提高，并且冲洗的更加彻底，在冲洗后，控制ph电极沿着轴向高速旋转，利用离心力将PH电极上的冲洗液甩掉，为了进一步减少冲洗液对PH电极对测量结果的影响，本实施例还对其进行了干燥处理，干燥处理可以采用风扇对其进行风干，也可以采用烘干等方式，本实施例采用风干的方式，采用风扇对PH电极进行吹风，以消除液体残留，在本实施例中，容器装置内部设置有排液装置和容器清洗装置，并与控制装置连接，通过控制装置可以控制容器装置定期将容器内的液体排出，并利用容器清洗装置对容器内部进行冲洗，排液装置采用设置在容器底部的电磁阀，通过控制电磁阀的开闭，实现液体的排出，容器清洗装置可以采用机械臂，在机械臂的前端设置喷水装置和电动刷，通过控制电动刷转动并进行喷水，对容器装置的内壁进行清洗。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：包括

PH值检测单元，用于对被测水样的PH值进行检测，

监控中心，用于接收并存储水质检测单元的PH值检测结果，对PH值检测结果进行分析，

移动终端，用于远程查询PH值检测结果；

所述水质检测单元包括：

容器装置，用于分别单独盛放浸泡溶液、被测水样、清洗剂溶液；

PH电极，用于对样品容器中的被测水样进行PH值检测，

冲洗装置，用于抽取清洗剂溶液对所述PH电极进行冲洗，

控制装置，用于控制PH电极进行检测并生成检测结果；

所述控制装置分别与PH电极和冲洗装置连接，控制冲洗装置对PH电极进行冲洗，利用冲洗后的PH电极对被测水样进行测量，并将测量结果发送至监控中心。

2.根据权利要求1所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述控制装置包括采样电路、中央处理器、通信模块和用于根据中央处理器的控制命令驱动PH电极的驱动器，

所述采样电路与中央处理器连接，将采集的PH电极信号发送到中央处理器进行判断，

所述通信模块与中央处理器连接，将水质判断结果发送至监控中心。

3.根据权利要求2所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述冲洗装置包括用于抽取被测水样的抽取装置Ⅰ和用于抽取清洗剂的抽取装置Ⅱ、所述抽取装置Ⅰ通过水样管道与盛放被测水样的容器连接，所述抽取装置Ⅱ通过清洗剂管道与盛放清洗剂的容器连接，

所述驱动器包括与所述PH电极连接的用于带动PH电极进行运动的机械臂、与机械臂连接的用于使机械臂沿固定轨道运动的滑轨以及驱动机械臂在滑轨上运动的驱动器，所述驱动器与控制装置连接。

4.根据权利要求3所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述容器装置包括浸泡溶液容器、测量容器、样品容器和清洗剂溶液容器，所述样品容器为一个或多个，所述测量容器底部设置有用于使测量后的样品回流至原样品容器的回流装置。

5.根据权利要求4所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述抽取装置Ⅰ包括水泵1和电磁阀Ⅰ，所述抽取装置Ⅱ包括水泵Ⅱ和电磁阀Ⅱ，中央处理器控制驱动器通过机械臂将存放在浸泡液容器中的PH电极移动至冲洗位置，启动水泵Ⅱ和电磁阀Ⅱ抽取清洗剂对PH电极进行冲洗，控制启动水泵1和电磁阀Ⅰ抽取被测水样至测量容器，再将冲洗后的PH电极移动至测量容器内进行测量，测量完成后，将PH电极抽出并移动至冲洗位置，再次进行冲洗，并将再次冲洗后的PH电极移动至浸泡液容器中存放。

6.根据权利要求1所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述监控中心包括WEB服务器、数据库服务器和客户端设备，所述移动终端与WEB服务器连接，所述WEB服务器分别与客户端设备和数据库服务器连接。

7.根据权利要求4所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述清洗剂容器和浸泡液容器内设置有进水管、排水阀以及用于控制所述进水管和排水阀开闭的阀门驱动模块，所述阀门驱动模块与中央处理器连接，用于定期更换清洗剂和浸泡液。

8.根据权利要求6所述的水质PH值在线远程监测系统，其特征在于：所述监控中心还包括鉴权服务器，用于对连接WEB服务器的移动终端进行登陆权限管理，所述移动终端至少包括微处理器、报警模块、输入模块和显示模块，所述微处理器分别与报警模块、输入模块和显示模块连接。

9.一种水质PH值在线远程监测方法，其特征在于：包括

a.通过标准缓冲液对PH电极进行校正；

b.将ph电极从浸泡液容器中抽出，移至冲洗位置，抽取清洗剂对ph电极冲洗，

c.抽取被检水样至样品容器，接通采样电路对ph电极进行测量；对测量的PH值进行处理，并将测量结果发送到监控中心，

d.测量完成后，将ph电极从样品容器中抽出，移至冲洗位置，抽取清洗剂对ph电极冲洗，

e.将冲洗后的ph电极，移到浸泡液容器中存放。

10.根据权利要求9中的水质PH值在线远程监测方法，其特征在于：步骤b和步骤d中，对ph电极进行清洗时，采用多个喷头分别从不同位置对ph电极进行清洗，清洗完成后，控制在ph电极轴向转动，并对ph电极进行干燥处理。