CN112147350A - 一种液位监测装置、取样监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液位监测装置、取样监测方法，其通过压力检测模块检测水样杯内的压力值，然后通过控制器根据压力检测模块检测到的压力值计算出水样杯内的当前液位，从而对水样杯内的液位进行实时监测。并且根据水质监测仪器的取样量换算得到水样杯内的液位下降数值，在取样完成后若检测到水样杯内的液位下降高度未到达预算值时，则判断取样异常，该次测试无效，防止出现人为将水质监测仪器的进样管从水样杯内取出后置于人为调制的水样中，可以对进样过程进行实时监控，提高了水质自动监测的数据可靠性和防伪性能。

Description

一种液位监测装置、取样监测方法
技术领域
本发明涉及水质在线监测技术领域，特别地，涉及一种液位监测装置，另外，还涉及一种采用上述液位监测装置的取样监测方法。
背景技术
水质在线监测包括自动采样、自动预处理、自动配样、自动分析等主要监测过程，目前市面上的水质在线监测产品，过程监控技术相对薄弱，自动在线监测的关键过程及环节可能存在人为弄虚作假的漏洞。在上述作假行为中，干扰分析仪器进样是一种典型的作假方式，作假行为人将仪器进样管从系统的水样杯中取出，并将其置于人为调制的水样中，以达到改变监测结果的目的。
而目前对于仪器进样过程的作假行为，尚缺少行之有效的防范措施。
发明内容
本发明提供了一种液位监测装置、取样监测方法，以解决目前无法对仪器进样过程的作假行为进行有效防范的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种液位监测装置，包括水样杯、压力检测模块和控制器，所述水样杯用于分别与配水系统、水质监测仪器连接，所述压力检测模块通过管路与水样杯密封连接并用于检测水样杯内的压力值，所述控制器与压力检测模块连接并用于根据压力检测模块检测到的压力值识别出水样杯内的当前液位；
所述控制器根据水质监测仪器的取样量计算得到水样杯内的液位下降数值，当水质监测仪器从水样杯中取样完成后，若所述控制器检测到水样杯内的液位下降高度未达到计算得到的液位下降数值时，则判定仪器取样异常。
进一步地，所述水样杯的底部侧壁上设置有液位检测接头，所述压力检测模块通过管路与液位检测接头密封连接。
进一步地，所述液位检测接头在水样杯的底部侧壁朝上倾斜设置。
进一步地，所述液位检测接头的内腔体积大于水样杯满杯时管路内的空气压缩量。
进一步地，当水样杯内的液位稳定后，所述控制器还用于根据一段时间内压力检测模块检测的压力值是否有变化来检测压力检测模块与水样杯之间的密封性。
进一步地，所述控制器还用于与水质监测仪器连接，当所述控制器判定仪器取样异常时，所述控制器还用于对水质监测仪器的该次测试数据进行标记并预警。
进一步地，在配水系统对多个水样杯进行配水时，当所述控制器识别出某一个水样杯满杯或达到预设水位时，所述控制器控制对应的水质监测仪器进行取样。
进一步地，当配水结束后，若所述控制器监测到某一个水样杯仍未满杯或未达到预设水位时，所述控制器发出缺水故障提示；
或者，当对取样杯进行排水结束后，若所述控制器仍能检测到水样杯内的液位值，则所述控制器发出排水故障提示。
本发明还提供一种取样监测方法，采用如上所述的液位监测装置，包括以下步骤：
步骤S1：对水样杯进行配水，并实时监测水样杯内的液位；
步骤S2：当配水完成后进行取样操作；
步骤S3：根据取样量计算得到水样杯内的液位下降数值，若检测到水样杯内的液位下降高度未达到该液位下降数值时，则判定取样异常。
进一步地，所述步骤S2还包括以下内容：
当配水结束后，若监测到某一个水样杯仍未满杯或未达到预设水位时，发出缺水故障提示。
本发明具有以下效果：
本发明的液位监测装置，通过压力检测模块检测水样杯内的压力值，然后通过控制器根据压力检测模块检测到的压力值计算出水样杯内的当前液位，从而对水样杯内的液位进行实时监测，通过上述方式，控制器可完整监控水样杯进样、排样及仪器取样全过程，能为检测数据提供可靠的过程溯源依据。并且根据水质监测仪器的取样量换算得到水样杯内的液位下降数值，在取样完成后若检测到水样杯内的液位下降高度未到达预算值时，则判断取样异常，该次测试无效，防止出现人为将水质监测仪器的进样管从水样杯内取出后置于人为调制的水样中，可以对进样过程进行实时监控，提高了水质自动监测的数据可靠性和防伪性能。
另外，本发明的取样监测方法同样具有上述优点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的液位监测装置的结构示意图。
图2是本发明另一实施例的取样监测方法的流程示意图。
附图标记说明
10、水样杯；11、压力检测模块；12、控制器；101、液位检测接头；13、管路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本发明的优选实施例提供一种液位监测装置，包括水样杯10、压力检测模块11和控制器12，所述水样杯10用于分别与配水系统、水质监测仪器连接，配水系统可以对水样杯10进行配水，将采集到的水样输送至水样杯10内，水质监测仪器则可以从水样杯10内取样进行测试，当取样完成后，水样杯10内的液位应当有所下降，本发明则是通过实时监测水样杯10内的液位变化来防范水质监测仪器进样过程中的作假行为。具体地，所述压力检测模块11通过管路13与水样杯10密封连接并用于检测水样杯10内的压力值，所述压力检测模块11可以采用压力计、压力变送器或其它压力检测器件，所述控制器12与压力检测模块11连接并用于根据压力检测模块11检测到的压力值识别出水样杯10内的当前液位，从而实现对水样杯10内的液位进行实时监测。若当水质监测仪器取样完成后，控制器12检测到水样杯10内的液位无变化，则判定取样异常，可能存在人为将水质监测仪器的进样管从水样杯10内取出，并将其置于人为调制的水样中。作为优选的，所述控制器12可以根据水质监测仪器的取样量换算得到液位下降数值，当水质监测仪器取样完成后，若控制器12监测到水样杯10内的液位下降高度不等于该液位下降数值时，则判定取样异常，该次测试无效。可以理解，所述压力检测模块11可以直接与控制器12电性连接，或者所述压力检测模块11和控制器12通过NFC、蓝牙、红外、Wifi和RFID中的至少一种进行通信连接，所述控制器12可以采用单片机或者PLC。另外，所述管路13采用空气管。可以理解，由于水质监测仪器可能采用不同的量程进行测试，其取样量也不同，控制器12可以根据水质监测仪器的不同测试量程对应的取样量换算得到不同的水样杯10内的液位下降值。
例如，监测仪器当前测试所需的水样体积为V，则仪器从水样杯10取样完成后，水样杯10内水位理论下降高度h为：
Figure BDA0002648068490000041
r:水样杯内径
监测仪器取样前，压力检测模块11检测到水样杯10中水样的压强为P0，监测仪器取样后，压力检测模块11检测到水样杯10中水样的压强为P1，则监测仪器取样所造成水样杯10水位实际下降高度h′为：
Figure BDA0002648068490000051
ρ：水样密度
g：9.8N/kg
如果监测仪器取样前后，h′接近于零或h′明显小于h，则控制器可认定监测仪器取样过程存在作假嫌疑。
可以理解，本实施例的液位监测装置，通过压力检测模块11检测水样杯10内的压力值，然后通过控制器12根据压力检测模块11检测到的压力值计算出水样杯10内的当前液位，从而对水样杯10内的液位进行实时监测。并且根据水质监测仪器的取样量换算得到水样杯10内的液位下降数值，在取样完成后若检测到水样杯10内的液位下降高度未到达预算值时，则判断取样异常，该次测试无效，防止出现人为将水质监测仪器的进样管从水样杯10内取出后置于人为调制的水样中，可以对进样过程进行实时监控，提高了水质自动监测的数据可靠性和防伪性能。
另外，作为优选的，为了便于装拆，所述水样杯10的底部侧壁上设置有液位检测接头101，所述压力检测模块11通过管路13与液位检测接头101可拆卸式密封连接。作为进一步优选的，所述液位检测接头101在水样杯10的底部侧壁上朝上倾斜设置，倾斜设置的方式有利于在水样杯10排空时，将液位检测接头101内的水样顺利排出，不影响下次取样检测。其中，所述液位检测接头101的倾斜角度在60°～90°之间，当然在本发明的其它实施例中，可以根据实际需要对液位检测接头101的倾斜角度进行适应性调整，在此不做具体限定。
另外，作为优选的，所述液位检测接头101的内腔体积大于水样杯10满杯时管路13内的空气压缩量，这样水样杯10从开始进水至满杯时，水样均不会进入管路13中，避免管路13中残留水珠影响压力检测，提高了压力检测的精准度。
可以理解，当水样杯10内的液位稳定后，例如水样杯10满杯或者维持在水质监测仪器要求的水位时，所述控制器12可以根据一段时间内压力检测模块11检测的压力值是否有变化来检测压力检测模块11与水样杯10之间的密封性，若压力值降低，则意味着压力检测模块11与水样杯10之间的密封性较差，可能存在漏气的情况。作为优选的，当所述控制器12判定压力检测模块11与水样杯10之间存在漏气情况时发出预警，以提醒工作人员及时进行检修。
作为优选的，所述控制器12还与水质监测仪器连接，当所述控制器12判定仪器取样异常时，所述控制器12对水质监测仪器的该次测试数据进行标记并预警，以便于后期统计数据时将此次测试数据剔除。
可以理解，所述液位监测装置可以同时对多个水样杯10内的液位进行实时监测，每个水样杯10均单独密封连接一个压力检测模块11，所有的压力检测模块11均与控制器12连接。并且每个水样杯10均连接有水质监测仪器，可以是一个水质监测仪器连接一个水样杯10，也可以是多个水样杯10连接至一个水质监测仪器，或者多个水质监测仪器连接至一个水样杯10，为了便于控制，优选采用每个水质监测仪器单独连接一个水样杯10。所述控制器12通过每个压力检测模块11检测到的压力值对应地计算出每个水样杯10内的当前液位，还可以控制水质监测仪器进行取样操作。在配水系统对多个水样杯10进行配水时，当所述控制器12识别出某一个水样杯10满杯或达到预设水位(水质监测仪器要求的水位)时，所述控制器12控制对应的水质监测仪器进行取样测试，从而实现自动取样控制。
另外，作为优选的，当配水结束后，所述控制器12监测到某一个水样杯10仍未满杯或未达到预设水位时，所述控制器12发出缺水故障提示，提醒工作人员该水样杯10可能存在异常情况，例如漏水故障、配水故障等。
另外，作为优选的，当对取样杯10进行排水结束后，若所述压力检测模块11仍然能够检测到水样杯10内的液位值，则所述控制器12发出排水故障提示。例如，当打开取样杯10的排液阀进行水样排空，过了一段时间后取样杯10内的水样理当已经排空时，此时如果压力检测模块11仍然可以检测到水样杯10内的液位值，则意味着可能排液阀出现了故障，则控制器12发出排水故障提示，以提醒工作人员及时对排液阀进行检修或更换。
另外，如图2所示，本发明的另一实施例还提供一种取样监测方法，其优选采用如上所述的液位监测装置，包括以下步骤：
步骤S1：对水样杯10进行配水，并实时监测水样杯10内的液位；
步骤S2：当配水完成后进行取样操作；
步骤S3：根据取样量计算得到水样杯10内的液位下降数值，若检测到水样杯10内的液位下降高度未达到该液位下降数值时，则判定取样异常。
可以理解，在所述步骤S1中，通过配水系统对至少一个水样杯10进行配水，在配水过程中，通过每个水样杯10对应的压力检测模块11检测其内部的压力值，进而控制器12通过每个压力检测模块11的压力值识别出每个水样杯10内的当前液位，从而实现对每个水样杯10的液位进行实时监测。
可以理解，在所述步骤S2中，当配水系统对多个水样杯10进行配水时，当所述控制器12识别出某一个水样杯10满杯或者达到预设水位时，则控制对应的水质监测仪器进行取样，从而基于液位监测实现自动取样控制。另外，若配水结束后，控制器12监测到某一个水样杯10仍未满杯或未达到预设水位时，则发出缺水故障提示。
可以理解，在所述步骤S3中，所述控制器12基于水质监测仪器的取样量计算得到水样杯10内的液位下降数值，若取样完成后检测到水样杯10内的液位下降高度未达到该数值时，则判定取样异常。作为优选的，当判定取样异常后，对该次测试数据进行标记并预警。可以理解，由于水质监测仪器可能采用不同的量程进行测试，其取样量也不同，控制器12可以根据水质监测仪器的不同测试量程对应的取样量换算得到不同的水样杯10内的液位下降值。
另外，作为优选的，所述取样监测方法在取样测试完成后还包括以下步骤：
对取样杯10进行排水，排水结束后若仍能检测到水样杯10内的液位值，则发出排水故障提示。例如，当打开取样杯10的排液阀进行水样排空时，过了一段时间后取样杯10内的水样理当已经排空，此时如果控制器12仍然可以检测到水样杯10内的液位值，则意味着排液阀出现了故障，则控制器12发出排水故障提示，以提醒工作人员及时对排液阀进行检修或更换。
本实施例的取样监测方法，通过实时监测水样杯10内的液位，并根据水质监测仪器的取样量计算得到水样杯10内的液位下降数值，当配水完成后，若检测到水样杯10内的液位下降高度未达到该数值时，则判定取样异常，该次测试无效，防止出现人为将水质监测仪器的进样管从水样杯10内取出后置于人为调制的水样中，可以对进样过程进行实时监控，提高了水质自动监测的数据可靠性和防伪性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液位监测装置，其特征在于，
包括水样杯(10)、压力检测模块(11)和控制器(12)，所述水样杯(10)用于分别与配水系统、水质监测仪器连接，所述压力检测模块(11)通过管路(13)与水样杯(10)密封连接并用于检测水样杯(10)内的压力值，所述控制器(12)与压力检测模块(11)连接并用于根据压力检测模块(11)检测到的压力值识别出水样杯(10)内的当前液位；
所述控制器(12)根据水质监测仪器的取样量计算得到水样杯(10)内的液位下降数值，当水质监测仪器从水样杯(10)中取样完成后，若所述控制器(12)检测到水样杯(10)内的液位下降高度未达到计算得到的液位下降数值时，则判定仪器取样异常。
2.如权利要求1所述的液位监测装置，其特征在于，
所述水样杯(10)的底部侧壁上设置有液位检测接头(101)，所述压力检测模块(11)通过管路(13)与液位检测接头(101)密封连接。
3.如权利要求2所述的液位监测装置，其特征在于，
所述液位检测接头(101)在水样杯(10)的底部侧壁朝上倾斜设置。
4.如权利要求2所述的液位监测装置，其特征在于，
所述液位检测接头(101)的内腔体积大于水样杯(10)满杯时管路(13)内的空气压缩量。
5.如权利要求1所述的液位监测装置，其特征在于，
当水样杯(10)内的液位稳定后，所述控制器(12)还用于根据一段时间内压力检测模块(11)检测的压力值是否有变化来检测压力检测模块(11)与水样杯(10)之间的密封性。
6.如权利要求1所述的液位监测装置，其特征在于，
所述控制器(12)还用于与水质监测仪器连接，当所述控制器(12)判定仪器取样异常时，所述控制器(12)还用于对水质监测仪器的该次测试数据进行标记并预警。
7.如权利要求1～6任一项所述的液位监测装置，其特征在于，
在配水系统对多个水样杯(10)进行配水时，当所述控制器(12)识别出某一个水样杯(10)满杯或达到预设水位时，所述控制器(12)控制对应的水质监测仪器进行取样测试。
8.如权利要求7所述的液位监测装置，其特征在于，
当配水结束后，若所述控制器(12)监测到某一个水样杯(10)仍未满杯或未达到预设水位时，所述控制器(12)发出缺水故障提示；
或者，当对取样杯(10)进行排水结束后，若所述控制器(12)仍能检测到水样杯(10)内的液位值，则所述控制器(12)发出排水故障提示。
9.一种取样监测方法，采用如权利要求1～8任一项所述的液位监测装置，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤S1：对水样杯(10)进行配水，并实时监测水样杯(10)内的液位；
步骤S2：当配水完成后进行取样操作；
步骤S3：根据取样量计算得到水样杯(10)内的液位下降数值，若检测到水样杯(10)内的液位下降高度未达到该液位下降数值时，则判定取样异常。
10.如权利要求9所述的取样监测方法，其特征在于，
所述步骤S2还包括以下内容：
当配水结束后，若监测到某一个水样杯(10)仍未满杯或未达到预设水位时，发出缺水故障提示。
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