CN111735975A - 一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，属于水质在线监测技术领域。本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，包括外机，所述外机顶部的支架上固定有太阳能发电机构，外机内部通过导线或数据线连接有蓄电池，所述太阳能发电机构和蓄电池通过导线连接，以解决户外长距离送电高成本的问题，并减少蓄电池更换次数，节省人力物力；所述外机内部由上至下依次为化学反应箱、试剂箱和电极箱，通过在化学反应箱内设置多路阀集成模块，所述多路阀集成模块通过试剂定量环与泵阀集成模块相联通，进而提高检测效率与精度，集成化成程度较高，并能实现智能自动化测量。

Description

一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法
技术领域
本发明涉及水质在线监测技术领域，更具体地说是一种户外水质在线监测集成系统及其 监测方法。
背景技术
目前，针对水环境状况恶化、河湖功能退化等严峻问题，河流水质的在线监测已经提上 日程，与传统污染源水质在线监测一机型只测单一参数不同的是，河流水质的在线监测需要 监测的参数一般是九种以上，监测指标涵盖：水质五参数(温度、pH、溶氧、电导率、浊度)、 高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、氨氮、总磷、总氮、重金属、流量等监测指标。
现阶段针对水质污染因子的在线监测仪器较多，方法原理多样。在技术原理、功能、设 备构成、可实现测量的目标化合物等方面均有所不同。总的来说水质污染因子监测技术主要 分为三大类：电化学法、光谱法、分光光度法。电化学法的优点：分析速度快，实时响应， 检测成本相对较低。缺点：稳定性不足，对环境变化敏感，需频繁校准，只对部分污染因子 有响应选择性差。电化学法常用于应急监测、水质预警的粗略估计。光谱法优点：无需预处 理，响应速度快。缺点：可利用的波段有限、灵敏度不足(ppm级)，只对部分污染因子有响 应，抗干扰能力差。分光光度法优点：可分辨大多数的水质污染因子，针对某一污染因子定 制监测方案，具有了定性全面，定量准确，灵敏度高(ppb级)等优点。缺点：需要添加试剂对样品进行预处理，分析过程繁琐耗时，测试成本较高响应速度不及电化学法、光谱法技术。
水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质 状况的过程。2001年国家环保总局从法国、意大利引进了环境水质多参数在线监测系统，在 国内建成了10个试点地表水水质自动在线监测站，主要实现对水质常规五参数以及总有机碳 (TOC)、化学需氧量(COD)的指标检测，每套系统的价格约170万元人民币，价格昂贵， 进口水质监测设备主要以大型设备为主，采用站房式将待测水样抽到各测试仪器中进行检测， 建设成本高，超过国内一般使用单位的承受力；另外，水质监测常用于户外水域的进出口流 域，因此需要长距离送电，以供设备运作，从而增大了能耗、成本，现有户外水质监测设备 常采用蓄电池供电，其好处是解决了长距离供电高成本问题，但是由于蓄电池重复更换，因 此运行维护费用高、售后服务不便，且每年需耗费相当的外汇来购买零配件以维持其正常的 运转，所以进口水质自动监测站在国内广泛推广使用存在较大难度。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术中一套系统只监测单一因子，系统占地面积大等问题，本发明提出一种户 外水质在线监测集成系统及其监测方法，通过在化学反应箱内设置多路阀集成模块，并分别 形成集成化的流路通道，各通道分别通入试剂箱内的各种检测试剂中，将各检测试剂连同水 样通入消解集成模块进行反应，再通过化学比色法测量以在线监测水质中多种参数，以实现 智能自动化测量；外机顶部的支架上固定安装有太阳能发电机构，所述外机内部通过导线或 数据线连接有蓄电池，以解决户外长距离送电高成本的问题，并减少蓄电池更换次数。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种户外水质在线监测集成系统，包括外机，所述外机顶部的支架上固定有太阳能发电 机构，所述外机内部通过导线或数据线连接有蓄电池，所述太阳能发电机构和蓄电池通过导 线连接，利用太阳能发电以解决户外长距离送电高成本的问题，且设置蓄电池还能保证夜晚 或阴雨天设备正常操作；所述外机为由上至下依次为化学反应箱、试剂箱和电极箱，所述化 学反应箱内安装有多路阀集成模块和消解集成模块，所述多路阀集成模块与消解集成模块通 过注射管相联通；所述试剂箱内盛放有多种用于检测的试剂，并通过多路阀集成模块上的各 管路通入所述多路阀集成模块内，通过在化学反应箱内设置多路阀集成模块，并分别形成集 成化的流路通道，各通道分别通入试剂箱内的各种检测试剂中，将各种检测试剂连同水样通 入消解集成模块进行反应，再通过化学比色法测量以在线监测水质中多种参数，使得集成化 成程度较高，并能实现智能自动化测量。
进一步的技术方案，还包括泵阀集成模块，所述泵阀集成模块通过试剂定量环与多路阀 集成模块相联通，所述试剂定量环为环状结构，包括进液口和出液口；所述泵阀集成模块的 进水口端连接有纯净水管，所述泵阀集成模块的出水口端连接在所述试剂定量环的进液口上， 所述泵阀集成模块为泵阀一体化结构，所述泵阀集成模块的阀腔内仅有纯净水，通过控制泵 阀集成模块使得待测水样或者各种检测试剂始终位于所述试剂定量环内，避免所述试剂定量 环内的其余液体进入泵阀集成模块的阀腔，从而保护泵阀集成模块内部结构不检测液所腐蚀， 提高泵阀集成模块使用寿命；由于所述泵阀集成模块阀腔内仅有纯净水，因此其内部结构无 需使用高耐蚀材料，从而节约成本。
进一步的技术方案，所述试剂定量环为环状结构，所述环状结构内部容量为定值，从而 起到精准控制各检测试剂的用量，从而无需另外测量工具，进而提高检测效率与精度。
进一步的技术方案，所述多路阀集成模块为双排多管路结构，其上分别安装有空气管、 酸性溶液管、碱性溶液管、氧化剂管、还原剂管、取样水管，各管路通过各自的电磁阀控制， 通过控制各管道上的电磁阀，以实现依次抽取酸性溶液、碱性溶液、氧化剂管、还原剂管、 样水进试剂定量环内，再通过空气管抽取空气分别将各管液体通过注射管排入所述消解集成 模块内进行混合，以起到抽液和搅拌作用。
进一步的技术方案，所述多路阀集成模块为双排多管路结构上还设置有废液管和清洗管， 消解反应后的混合废液通过注射管排回多路阀集成模块，再通过废液管排出；通过清洗管抽 取清洗液从而清洗各管路内残留液体，清洗后的液体再通过废液管排出即可。
进一步的技术方案，所述消解集成模块包括消解管，所述消解管上端设置有上高压阀， 所述消解管下端设置有下高压阀，所述消解管内设置有电阻丝、温度传感器和热熔断器，从 而对消解管内混合的液体进行加热加压，和保温保压实现消解反应，热熔断器可以在温度传 感器故障的情况下起到了一个保护作用；所述下高压阀上连接有注射管，所述注射管上远离 所述下高压阀的一端连接在所述多路阀集成模块上，从而解决了传统通入消解反应模块内的 注射管内部残一段余液体无法参与消解反应的问题，通过在消解管两端分别直接安装上高压 阀和下高压阀，从而形成集成化的消解集成模块，从而降低检测误差，且提高设备的集成化。
进一步的技术方案，所述化学反应箱内等间距分别设置有若干组泵阀集成模块、多路阀 集成模块和消解集成模块，对应每组泵阀集成模块、多路阀集成模块和消解集成模块，所述 试剂箱等间距设置有若干组，各组相邻的试剂箱中间通过隔板隔断，由于某些检测试剂在常 温下易挥发变质，因此通常需要在试剂箱内增加冰杯，以维持低温环境，且所述试剂箱外部 加盖，从而阻隔外界。
进一步的技术方案，所述电极箱内固定安装有水样箱，所述水样箱包括左箱体和右箱体， 所述左箱体和右箱体之间通过过滤网隔开，以起到初步过滤的作用，所述左箱体部分的水样 主要是供五参数电极测量使用，右箱体内经初步过滤的水样主要是用于化学比色法检测时所 供水样；所述左箱体底部设置有总排水阀，所述总排水阀通过进水管外接自吸泵，以用所述 水样箱实时抽取待检测水样；所述右箱体侧面开设有溢流口，所述溢流口位于液面高度以上， 当完成一个测量工况后，通过溢流口能够将多余的样水排出，从而保证水质是实时更新的， 且测量的数据也是实时更新的。
进一步的技术方案，所述太阳能发电机构包括在支架上部固定安装的太阳能电板以及在 外机内部固定设置的控制器，所述控制器对蓄电池充电，蓄电池给负载供电，控制器可有效 保护电路过载，牵制太阳能电板电压，避免过压损坏储电单元和仪器，是整个太阳能发电机 构的核心控制部分；所述太阳能电板呈伞状设置在所述外机上方，以保证多角度吸收太阳能， 增大储能效率。
一种户外水质在线监测集成系统的监测方法，包括如下步骤：
步骤一、开启太阳能发电机构：开启太阳能发电机构内部的控制器，通过太阳能电板吸 收光能，再通过控制器转化为电能进而对蓄电池充电，以供所述外机内部各电控系统运行；
步骤二、取水：启动自吸泵，所述自吸泵将抽取的水样经进水管通入到所述左箱体内， 所述进水管连接在所述左箱体底部设置的总排水阀上，通过开启总排水阀，以控制水样通入 水样箱；
步骤三、水样初过滤：所述左箱体和右箱体之间通过过滤网隔开，所述过滤网的目数为 100，从而将通入右箱体内的水样进行初步过滤；
步骤四、电极法测量水质常规五参数：在所述左箱体内插入电极探头，从而将测量出的 温度、pH、溶氧、电导、浊度等水质五参数的结果保存并上传数据；
步骤五、化学比色法测量水质其余参数：将右箱体内的水样通入消解集成模块的消解管 中，再通过多路阀集成模块抽取试剂箱内的相应检测试剂至消解管，混合后完成消解反应过 程，显色完成后光电检测器将检测到的光信号的变化转为电信号，再将电信号对应待测因子 含量数值，从而将显色反应过程的结果转化为待测因子含量数值保存并上传数据，根据朗伯 比尔定律，物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及成线性关系；
步骤六、排出反应后的废液：将完成消解反应过程后的废液通过注射管抽至多路阀集成 模块，并通过其上的废液管排出；
步骤七、实时水样监测：所述右箱体底部开设有排液口，当完成一个测量工况后，通过 所述排液口将所有样水排空，再重复步骤一至六即可进行新一轮监测。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，通过在化学反应箱内设置 多路阀集成模块，并分别形成集成化的流路通道，各通道分别通入试剂箱内的各种检测试剂 中，将各种检测试剂连同水样经注射管通入消解集成模块进行反应，再通过化学比色法测量 以在线监测水质中多种参数，使得集成化成程度较高，并能实现智能自动化测量；
(2)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述泵阀集成模块为泵阀 一体化结构，所述泵阀集成模块的阀腔内仅有纯净水，通过控制泵阀集成模块使得待测水样 或者各种检测试剂始终位于所述试剂定量环内，避免所述试剂定量环内的其余液体进入泵阀 集成模块的阀腔，从而保护泵阀集成模块内部结构不检测液所腐蚀，提高泵阀集成模块使用 寿命；
(3)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述试剂定量环为环状结 构，所述环状结构内部容量为定值，从而起到精准控制各检测试剂的用量，从而无需另外测 量工具，进而提高检测效率与精度；
(4)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述多路阀集成模块为双 排多管路结构，各管路通过各自的电磁阀控制，通过控制各管道上的电磁阀，以实现依次抽 取酸性溶液、碱性溶液、氧化剂管、还原剂管、样水进试剂定量环内，再通过空气管抽取空 气分别将各管液体通过注射管排入所述消解集成模块内进行混合，以起到抽液和搅拌作用， 所述多路阀集成模块的双排多管路结构相比于现有的管路控制阀，明显缩短了公共流道，并 且减少了中间流路，从而提高检测精度与效率，使得设备更加集成化、微型化；
(5)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述下高压阀上连接有注 射管，所述注射管上远离所述下高压阀的一端连接在所述多路阀集成模块上，从而解决了传 统通入消解反应模块内的注射管内部残一段余液体无法参与消解反应的问题，通过在消解管 两端分别直接安装上高压阀和下高压阀，从而形成集成化的消解集成模块，从而降低检测误 差，且提高设备的集成化；
(6)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述试剂箱等间距设置有 若干组，各组相邻的试剂箱中间通过隔板隔断，由于某些检测试剂在常温下易挥发变质，因 此通常需要在试剂箱内增加冰杯，以维持低温环境，且所述试剂箱外部加盖，从而阻隔外界；
(7)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述水样箱的左箱体和右 箱体之间通过过滤网隔开，以起到初步过滤的作用，所述左箱体部分的水样主要是供五参数 电极测量使用，右箱体内经初步过滤的水样主要是用于化学比色法检测时所供水样；所述右 箱体侧面开设有溢流口，通过溢流口能够将高于其出口高度的样水排出，从而保证水质是实 时更新的，且测量的数据也是实时更新的；所述右箱体底部开设有排液口，当完成一个测量 工况后，通过所述排液口将所有样水排空，从而保证待检测水质实时更新，进而能够实时更 新测量的数据；
(8)本发明的一种户外水质在线监测集成系统及其监测方法，所述外机顶部的支架上固 定有太阳能发电机构，所述外机内部通过导线或数据线连接有蓄电池；所述太阳能发电机构 包括在支架上部固定安装的太阳能电板以及在外机内部固定设置的控制器，所述控制器对蓄 电池充电，蓄电池给负载供电；所述太阳能电板呈伞状设置在所述外机上方，以保证多角度 吸收太阳能，增大储能效率；所述太阳能发电机构和蓄电池通过导线连接，利用太阳能发电 以解决户外长距离送电高成本的问题，并减少蓄电池更换次数，节省人力物力；且设置蓄电 池还能保证夜晚或阴雨天设备正常操作。
附图说明
图1为本发明的水质在线监测集成系统结构示意图；
图2为本发明的水质在线监测集成系统的流路结构示意图。
图中：1-外机；2-泵阀集成模块；3-试剂定量环；4-多路阀集成模块；5-消解集成模块； 6-水样箱；7-太阳能发电机构；11-化学反应箱；12-试剂箱；13-电极箱；21-纯净水管；31-进 液口；32-出液口；40-空气管；41-酸性溶液管；42-碱性溶液管；43-氧化剂管；44-还原剂管； 45-废液管；46-清洗管；47-取样水管；48-标样管；49-备用管；51-注射管；52-上高压阀；53- 消解管；54-下高压阀；61-左箱体；62-右箱体；63-过滤网；71-太阳能电板；72-支架。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种户外水质在线监测集成系统，如图1所示，包括外机1，所述外机1顶 部的支架72上固定有太阳能发电机构7，所述外机1内部通过导线或数据线连接有蓄电池； 所述太阳能发电机构7包括在支架72上部固定安装的太阳能电板71以及在外机1内部固定 设置的控制器，所述太阳能电板71呈伞状设置在所述外机1上方，以保证多角度吸收太阳能， 增大储能效率；所述控制器对蓄电池充电，以满足蓄电池给负载供电；所述太阳能发电机构 7和蓄电池通过导线连接，利用太阳能发电以解决户外长距离送电高成本的问题，并减少蓄 电池更换次数，节省人力物力；且设置蓄电池还能保证夜晚或阴雨天设备正常操作；所述外 机1为由上至下依次为化学反应箱11、试剂箱12和电极箱13，所述化学反应箱11内安装有 泵阀集成模块2、多路阀集成模块4和消解集成模块5，所述多路阀集成模块4与消解集成模 块5通过注射管51相联通；所述泵阀集成模块2通过试剂定量环3与多路阀集成模块4相联 通，所述试剂定量环3为环状结构，包括进液口31和出液口32，所述试剂定量环3的环状 结构内部容量为5mL，从而起到精准控制各检测试剂的用量，因此无需另外测量工具，进而 提高检测效率与精度；所述泵阀集成模块2的进水口端连接有纯净水管21，所述泵阀集成模 块2的出水口端连接在所述试剂定量环3的进液口31上；所述试剂箱12内盛放有多种用于 检测的试剂，并通过多路阀集成模块4上的各管路通入所述多路阀集成模块4内，通过在化 学反应箱11内设置多路阀集成模块4，并分别形成集成化的流路通道，各通道分别通入试剂 箱内的各种检测试剂中，将各种检测试剂连同水样通入消解集成模块5进行反应，再通过化 学比色法测量以在线监测水质中多种参数，使得集成化成程度较高，并能实现智能自动化测 量；
本实施例中，所述泵阀集成模块2为泵阀一体化结构，所述泵阀集成模块2的阀腔内仅 有纯净水，通过控制泵阀集成模块2使得待测水样或者各种检测试剂始终位于所述试剂定量 环3内，避免所述试剂定量环3内的其余液体进入泵阀集成模块2的阀腔，从而保护泵阀集 成模块2内部结构不被检测液所腐蚀，提高泵阀集成模块2使用寿命；由于所述泵阀集成模 块2的阀腔内仅有纯净水，因此其内部结构无需使用高耐蚀材料，从而节约成本；且本实施 的水质在线监测集成系统占地面积小，整套系统占地仅需1～2平方米占地面积，高度适中， 直接放置在水泥平台上，可根据需求进行移动位置，更换监测地点。将取水管路拆下，就可 直接移走，无需土地审批，可大大减少建设周期；各流路经过特殊优化设计，不易堵塞易于 维护，采用模块化设计，可根据业主需求定制所需不同的监测参数。
实施例2
本实施例的一种户外水质在线监测集成系统，基本结构同实施例1，不同和改进之处在 于：如图2所示，所述多路阀集成模块4为双排多管路结构，其上分别安装有空气管40、酸 性溶液管41、碱性溶液管42、氧化剂管43、还原剂管44、取样水管47，各管路通过各自的电磁阀控制，通过控制各管道上的电磁阀，以实现从试剂箱12内依次抽取酸性溶液、碱性溶液、氧化剂管、还原剂管、样水进试剂定量环3内，再通过空气管40抽取空气分别将各管液体通过注射管51排入所述消解集成模块5内进行混合，以起到抽液和搅拌作用；
本实施例中，所述多路阀集成模块3的双排多管路结构还包括废液管45、清洗管46，消 解反应后，开启空气管40上的电磁阀，通过空气管40抽取管内空气，从而将混合废液通过 注射管51抽入多路阀集成模块4，此时关闭空气管40上的电磁阀，并开启废液管45上的电 磁阀，通过清洗管46抽取清洗液从而清洗各管路内残留液体，清洗液一般是稀盐酸溶液，用 来清洗管路里面残留的、附着性的且比较容易吸附在管壁上的一些东西，清洗后的液体再通 过废液管45排出即可；相比于现有的管路控制阀，所述多路阀集成模块4的双排多管路结构 明显缩短了公共流道，并且减少了中间流路，从而提高检测精度与效率，使得设备更加集成 化、微型化。
实施例3
本实施例的一种户外水质在线监测集成系统，基本结构同实施例2，不同和改进之处在 于：如图2所示，所述消解集成模块5包括消解管53，所述消解管53上端设置有上高压阀 52，所述消解管53下端设置有下高压阀54，所述消解管53内设置有电阻丝、温度传感器和 热熔断器，从而对消解管53内混合的液体进行加热加压和保温保压以实现消解反应，热熔断 器可以在温度传感器故障的情况下起到了一个保护作用；所述下高压阀54上连接有注射管 51，所述注射管51上远离所述下高压阀54的一端连接在所述多路阀集成模块4上，从而解 决了传统通入消解反应模块内的注射管内部残一段余液体无法参与消解反应的问题，通过在 消解管53两端分别直接安装上高压阀52和下高压阀54，从而形成集成化的消解集成模块5， 从而降低检测误差，且提高设备的集成化。
实施例4
本实施例的一种户外水质在线监测集成系统，基本结构同实施例3，不同和改进之处在 于：如图1所示，所述化学反应箱11内等间距分别设置有若干组泵阀集成模块2、多路阀集 成模块4和消解集成模块5，对应每组泵阀集成模块2、多路阀集成模块4和消解集成模块5， 所述试剂箱12等间距设置有若干组，各组相邻的试剂箱12中间通过隔板隔断，由于某些检 测试剂在常温下易挥发变质，因此通常需要在试剂箱内增加冰杯，以维持低温环境，且所述 试剂箱12外部加盖，以防试剂倾倒和挥发，从而阻隔外界；
多参数定制，包括水质常规五参数在内，支持多种参数的测量，其中包括高锰酸盐指数， CODcr，CODuv，CODmn，水杨酸氨氮，纳氏氨氮，总磷，总氮，六价铬，总铅，总铜，总 锰，总镍，总砷，总锌，总铁，氰化物。
实施例5
本实施例的一种户外水质在线监测集成系统，基本结构同实施例4，不同和改进之处在 于：如图1所示，所述电极箱13内固定安装有水样箱6，所述水样箱6包括左箱体61和右箱体62，所述左箱体61和右箱体62之间通过过滤网63隔开，以起到初步过滤的作用，所 述左箱体61部分的水样主要是供五参数电极测量使用，右箱体62内经初步过滤的水样主要是用于化学比色法检测时所供水样；所述左箱体61底部设置有总排水阀，所述总排水阀通过 进水管外接自吸泵，以用所述水样箱6实时抽取待检测水样；述右箱体62侧面开设有溢流口， 通过溢流口能够将高于其出口高度的样水排出，从而保证水质是实时更新的，且测量的数据 也是实时更新的；所述右箱体62底部开设有排液口，当完成一个测量工况后，通过所述排液 口将所有样水排空，从而保证待检测水质实时更新，进而能够实时更新测量的数据；
本实施例中，根据每个因子测量的方法不同，选择的方式也不同，对于温度、pH、溶氧、 电导、浊度等这一类的小参数，使用电极法测量时，能够满足准确度和灵敏度的要求；而COD、 氨氮、总磷、总氮等参数，用电极法就是不合适的，测量的准确度不高，所以使用化学比色 法，因为化学比色法这个原理的基础上反应是相当稳定，而且是准确的，且COD、氨氮、总 磷、总氮等几个参数是基于朗伯比尔定律，适用于浓度小于0.01mol/L的稀溶液。因为浓度 高时，吸光粒子间的平均距离减小，受粒子间电荷分布相互作用的影响，他们的摩尔吸收系 数发生改变，导致偏离比尔定律，因此，待测溶液的浓度应该控制在0.01mol/L以下。
实施例6
本实施例的一种户外水质在线监测集成系统的监测方法，基本结构同实施例5，不同和 改进之处在于：如图1～2所示，包括如下步骤：
步骤一、开启太阳能发电机构7：开启太阳能发电机构7内部的控制器，通过太阳能电 板71吸收光能，再通过控制器转化为电能进而对蓄电池充电，以供所述外机1内部各电控系 统运行；
步骤二、取水：启动自吸泵，所述自吸泵将抽取的水样经进水管通入到所述左箱体61内， 所述进水管连接在所述左箱体61底部设置的总排水阀上，通过开启总排水阀，以控制水样通 入水样箱6；
步骤三、水样初过滤：所述左箱体61和右箱体62之间通过过滤网63隔开，所述过滤网 63的目数为100，从而将通入右箱体62内的水样进行初步过滤；
步骤四、电极法测量水质常规五参数：在所述左箱体61内插入电极探头，从而将测量出 的温度、pH、溶氧、电导、浊度等水质五参数的结果保存并上传数据；
步骤五、化学比色法测量水质其余参数：将右箱体62内的水样通入消解集成模块5的消 解管53中，再通过多路阀集成模块4抽取试剂箱12内的相应检测试剂至消解管53，混合后 完成消解反应过程，从而将显色反应过程的结果保存并上传数据；
步骤六、排出反应后的废液：将完成消解反应过程后的废液通过注射管51抽至多路阀集 成模块4，并通过其上的废液管45排出；
步骤七、实时水样监测：所述右箱体62底部开设有排液口，当完成一个测量工况后，通 过所述排液口将所有样水排空，通过所述排液口将所有样水排空，从而保证待检测水质实时 更新，进而能够实时更新测量的数据；再重复步骤一至六即可进行新一轮监测；
本实施例中，控制自吸泵从指定采水口采水，水样通过取水管路进入水样箱6，通过各 电极探头直接得出相应的水质常规五参数，并保存数据；为了保证仪器采集到具有代表性的 水样，按照相关标准要求取水口安装位置需符合以下规定：取水口安装位置尽可能靠近采样 断面的中心，同时考虑到日后维护方便；当采样点水深大于1米时，应安装在水表层下1/4 深度处；水深小于或等于1米时，应安装在水深1/2处。取水口在水面下安装深度不宜超过5 米；为了防止自吸泵将采样点底部的杂质吸入泵体内，所以采水安装时取水口和采样点底部 的最小距离大于200mm，并且在取水装置放入被测水体前，在取水口加装40目以上的不锈 钢滤网。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也 只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员 受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结 构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：包括外机(1)，所述外机(1)顶部的支架(72)上固定有太阳能发电机构(7)，所述外机(1)内部通过导线或数据线连接有蓄电池，所述太阳能发电机构(7)和蓄电池通过导线连接；所述外机(1)内部由上至下依次为化学反应箱(11)、试剂箱(12)和电极箱(13)，所述化学反应箱(11)内安装有多路阀集成模块(4)和消解集成模块(5)，所述多路阀集成模块(4)与消解集成模块(5)通过注射管(51)相联通；所述试剂箱(12)内盛放有多种用于检测的试剂，并通过多路阀集成模块(4)上的各管路通入所述多路阀集成模块(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：还包括泵阀集成模块(2)，所述泵阀集成模块(2)通过试剂定量环(3)与多路阀集成模块(4)相联通。
3.根据权利要求2所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述泵阀集成模块(2)的进水口端连接有纯净水管(21)，所述泵阀集成模块(2)的出水口端连接在所述试剂定量环(3)的进液口(31)上。
4.根据权利要求3所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述多路阀集成模块(4)为双排多管路结构，其上分别安装有空气管(40)、酸性溶液管(41)、碱性溶液管(42)、氧化剂管(43)、还原剂管(44)、取样水管(47)，各管路通过各自的电磁阀控制。
5.根据权利要求4所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述多路阀集成模块(4)为双排多管路结构上还设置有废液管(45)和清洗管(46)。
6.根据权利要求5所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述消解集成模块(5)包括消解管(53)，所述消解管(53)上端设置有上高压阀(52)，所述消解管(53)下端设置有下高压阀(54)；所述下高压阀(54)上连接有注射管(51)，所述注射管(51)上远离所述下高压阀(54)的一端连接在所述多路阀集成模块(4)上。
7.根据权利要求6所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述化学反应箱(11)内等间距分别设置有若干组泵阀集成模块(2)、多路阀集成模块(4)和消解集成模块(5)，对应每组泵阀集成模块(2)、多路阀集成模块(4)和消解集成模块(5)，所述试剂箱(12)等间距设置有若干组，各组相邻的试剂箱(12)中间通过隔板隔断，且所述试剂箱(12)外部加盖，从而阻隔外界。
8.根据权利要求7所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述电极箱(13)内固定安装有水样箱(6)，所述水样箱(6)包括左箱体(61)和右箱体(62)，所述左箱体(61)和右箱体(62)之间通过过滤网(63)隔开；所述左箱体(61)底部设置有总排水阀，所述右箱体(62)侧面开设有溢流口。
9.根据权利要求8所述的一种户外水质在线监测集成系统，其特征在于：所述太阳能发电机构(7)包括在支架(72)上部固定安装的太阳能电板(71)以及在外机(1)内部固定设置的控制器，所述控制器对蓄电池充电，蓄电池给负载供电；所述太阳能电板(71)呈伞状设置在所述外机(1)上方。
10.一种户外水质在线监测集成系统的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、开启太阳能发电机构(7)：开启太阳能发电机构(7)内部的控制器，通过太阳能电板(71)吸收光能，再通过控制器将光能转化为电能进而对蓄电池充电；
步骤二、取水：启动自吸泵，将自吸泵的进水管连接到所述左箱体(61)底部设置的总排水阀上，开启总排水阀，将水样通入水样箱(6)内；
步骤三、水样初过滤：所述左箱体(61)和右箱体(62)之间通过过滤网(63)隔开，所述过滤网(63)的目数为100，从而将通入右箱体(62)内的水样进行初步过滤；
步骤四、电极法测量水质常规五参数：在所述左箱体(61)内插入电极探头，从而将测量出的温度、pH、溶氧、电导、浊度等水质五参数的结果保存并上传数据；
步骤五、化学比色法测量水质其余参数：将右箱体(62)内的水样通入消解集成模块(5)的消解管(53)中，再通过多路阀集成模块(4)抽取试剂箱(12)内的相应检测试剂至消解管(53)，混合后完成消解反应过程，从而将显色反应过程的结果保存并上传数据；
步骤六、排出反应后的废液：将完成消解反应过程后的废液通过注射管(51)抽至多路阀集成模块(4)的排液通道，并通过其上的废液管(45)排出；
步骤七、实时水样监测：所述右箱体(62)底部开设有排液口，当完成一个测量工况后，通过所述排液口将所有样水排空，再重复步骤一至六即可进行新一轮监测。
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