CN208766168U - 一种地表水水质监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地表水水质监测系统，包括监测控制中心、多个监测终端组，多个所述监测终端组分别连接对应的集控器，所述集控器通过无线网络与连接所述检测控制中心，监测控制中心根据分析数据对水质进行监测，所述集控器包括微控制单元，所述微控制单元分别连接信息采集单元以及信号发射单元。本实用新型的检测系统，能够实时准确的检测到各个监测点的水质情况，实现统一管理控制，及时发现污染区域，为污染治理提供第一手资料，并且大大提升污染治理的时效性。

Description

一种地表水水质监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，具体涉及一种地表水水质监测系统。

背景技术

地表水(Surface Water)，是指陆地表面上动态水和静态水的总称，也称为“陆地水”，包括各种液态和固态的水体，主要有河流、湖泊、沼泽、冰川、冰盖等。它是人类生活用水的重要来源之一，也是世界各国水资源的主要组成部分。

地表水的水质直接或间接影响到工业生产、日常生活的方方面面，因而对地表水水质的监测已经成为环境科学与工程领域重要组成部分。水环境污染物种类众多，进行同时的集中监测难度较大，当前的水质自动监测系统仅能对某一项或某几项污染物质同时进行分析、监测，监测数据反馈、呈现效率低，不能及时监测水质，反映当前水质状况，当污染发生时，不利于污染的治理。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种地表水水质监测系统及监测方法，用以解决现有监测系统监测项目太过单一、监测数值准确性低、监测时效性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种：

一种地表水水质监测系统，包括

监测控制中心，所述监测控制中心包括控制器，所述控制器分别连接触控操作板、数据接收器以及终端存储器，所述控制器包括控制模块，所述控制模块分别连接电源模块、监测模块、分析模块、校验模块、网络模块以及存储模块；

多个监测终端组，所述监测终端组包括若干检测设备，所述检测设备包括：在线总氮分析仪、在线总磷分析仪、在线化学需氧量测定仪、在线pH测定仪、水位传感器及水温传感器；

多个所述监测终端组分别连接对应的集控器，所述集控器通过无线网络与连接所述检测控制中心，监测控制中心根据分析数据对水质进行监测，所述集控器包括微控制单元，所述微控制单元分别连接信息采集单元以及信号发射单元。

进一步地，所述集控器包括供电单元，所述供电单元连接外部的供电设备。

进一步地，所述供电设备为太阳能供电电源或者市电。

进一步地，所述监测控制中心还包括与控制器连接的预警装置，所述控制器包括连接控制模块的预警模块。

进一步地，所述预警装置包括报警器与显示装置。

进一步地，所述报警器为声光报警器。

进一步地，所述显示装置包括显示器，所述显示器的底部设有操作键，显示器用于显示监测数值。

一种如权利要求1所述的地表水水质监测系统的检测方法，包括以下步骤

S1、监测数据设定：在所述控制器内设定地表水各项监测数据的节点数及对应的评价分度值，具体为

评价分度值总分为10-100十个阶段，对应检测数据有小到大：

总氮：0.01-1.50；总磷：0.001-0.500；在线化学需氧量：10-30；其单位均为mg/L，以上所列为最小节点数和最大节点数及其对应的评价分度值，中间节点数和对应的评价分度值平均阶梯分配，然后在测试中进行调整，也可以根据不同水体的情况进行调整；

pH值：6.0-9.0；温度为：周平均温度升温≤1℃，周平均温度降温幅度≤2℃，或者为前一日平均温度值正负1℃范围；

S2、数据收集：监测控制中心将所有的监测终端组对应的集控器进行编号，集控器对监测终端组的数据进行收集，将收集的数据值分类，且对呈阶段性的得出中间数值，通过发射单元回传至监测控制中心；

S3、数据处理：检测控制中心接收到集控器的数据后，对数据进行处理，首先利用原始数据计算时一定时间段内中位数平均值，其所选的阶段与集控器的阶段交叉选择时间段，再将两次的中位数平均值加权平均得到两次阶段性数值的总时间段的平均值；

S4、监测预警：将平均值与设定各项监测数据对应的评价分度值比较，得到各项监测指标的结果，结果通过显示装置直接显示出来，通过操作键切换查看各项数据的具体数值，当监测的平均值到达对应的评价分度值时，报警器发出相应的警示。

进一步地，其中步骤S1中温度数值为瞬时值，其主要来源监测控制中心实时监测的温度数据变化值，或者通过触控操作板切换至网络实时温度数据。

进一步地，其中步骤S2中的回传数据包括原始数据与处理后的数据。

本实用新型实施例具有如下优点：

1、本实用新型的检测系统，能够时时准确的检测到各个监测点的水质情况，实现统一管理控制，及时发现污染物和污染区域，能够在污染发生的第一时间监测到水质参数异常偏高的情况，确保了治理的时效性；

2、本实用新型的检测系统，通过多次对检测数据的叠加运算处理，得到更精细的水质数据值，数据统一，对提高水质监测及时性、准确性有重大意义；

3、本实用新型的监测方法，通过随地表水的数据多次处理，得到精确的数据信息，节省了直线的控制信息传输过程，节省传统后统计数据而带来的污染发现的滞后性，提高监测效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的地表水水质监测系统的系统结构框图。

图2为本实用新型实施例1提供的地表水水质监测系统中监测控制中心的结构框图。

图3为本实用新型实施例1提供的地表水水质监测系统中控制器的控制框图。

图4为本实用新型实施例1提供的地表水水质监测系统中集控器的控制框图。

图5为本实用新型实施例1提供的地表水水质监测系统中显示装置的结构示意图。

图6为本实用新型实施例2提供的地表水水质监测系统的监测方法的流程图。

其中，1、监测控制中心；11、控制器；111、控制模块；112、电源模块；113、监测模块；114、分析模块；115、校验模块；116、网络模块； 117、存储模块；118、预警模块；12、触控操作板；13、数据接收器； 14、终端存储器；2、监测终端组；3、集控器；31、微控制单元；32、信息采集单元；33、信号发射单元；34、供电单元；4、供电设备；5、预警装置；51、报警器；52、显示装置；521、显示器；522、操作键。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，图1示出了本实用新型实施例1提供的地表水水质监测系统，包括监测控制中心1、多个监测终端组2，多个监测终端组2分别连接对应的集控器3，集控器3通过无线网络与连接检测控制中心，监测控制中心1根据分析数据对水质进行监测，集控器3包括微控制单元 31，微控制单元31分别连接信息采集单元32以及信号发射单元33。

其中，监测终端组2包括若干检测设备，检测设备包括：在线总氮分析仪、在线总磷分析仪、在线化学需氧量(CODcr)测定仪、在线pH 测定仪、水位传感器及水温传感器；

更具体的运行方式，监测控制中心1还包括与控制器11连接的预警装置5，控制器11包括连接控制模块111的预警模块118，其能够通过预警装置5直接反馈监测的地表水水质情况。

预警装置5包括报警器51与显示装置52，报警器51在监测项目数值超标时发出警示作用，不同的设定值的提醒状态不同，显示装置52也可以通过不同的颜色区分状态。其中，报警器51为声光报警器。

如图5所示，显示装置52包括显示器521，显示器521的底部设有操作键522，显示器521用于显示监测数值，显示器521能够分项目显示数据，通过操作键522查看不同监测项目的数据。

如图2、图3所示，监测控制中心1包括控制器11，控制器11分别连接触控操作板12、数据接收器13以及终端存储器14，控制器11包括控制模块111，控制模块111分别连接电源模块112、监测模块113、分析模块114、校验模块115、网络模块116以及存储模块117；

如图4所示，集控器3包括供电单元34，供电单元34连接外部的供电设备4，供电设备4能够为监测终端的设备以及集控器3提供电力，保障设备的持续运行。

供电设备4为太阳能供电电源或者市电。

本实用新型的多个监测终端组2分别设置在各个地表水监测站，监测终端组2对地表水的相应数据进行实时监测，分数段将监测数值传输至集控器3，集控器3对数据进行处理后通过无线网络发送至监测控制中心1，监测控制中心1得到数据再次进行分析，得到最终实时数值，每隔一定时间，以各项水质参数的标准样品为样品以系统自动进样方式进行监测，以校核系统监测准确性，也可以以手工监测方式对数据准确性进行比对，若偏差较大则需进行相应仪器的校正。

实施例2

如图6所示，图6示出了本实用新型实施例提供的地表水水质监测系统的检测方法，包括以下步骤

S1、监测数据设定：在控制器11内设定地表水各项监测数据的节点数及对应的评价分度值，具体为

评价分度值总分为10-100十个阶段，对应检测数据由小到大：

总氮：0.01-1.50；总磷：0.001-0.500；在线化学需氧量(CODcr)： 10-30；其单位为mg/L，以上所列为最小节点数和最大节点数及其对应的评价分度值，中间节点数和对应的评价分度值平均阶梯分配，然后在测试中进行调整，也可以根据不同水体的情况进行调整；

pH值：6.0-9.0；温度为：周平均温度升温≤1℃，周平均温度降温幅度≤2℃，或者为前一日平均温度值正负1℃范围；

其中，在控制器11中设定的各项检测项目的数据及对应的评价分度值如下：

其中，温度数值为瞬时值，其主要来源监测控制中心1实时监测的温度数据变化值，或者通过触控操作板12切换至网络实时温度数据。

S2、数据收集：监测控制中心1将所有的监测终端组2对应的集控器3进行编号，集控器3对监测终端组2的数据进行收集，将收集的数据值进行分类，且对一定时间内的监测数据计算得出中位平均值，通过发射单元回传至监测控制中心1；

其中步骤S2中的回传数据包括原始数据与处理后的数据，其将两组数据保存记录，另外便于控制器11根据原始数据再次处理。

S3、数据处理：检测控制中心接收到集控器的数据后，对数据进行处理，首先利用原始数据计算时一定时间段内中位数平均值，其所选的阶段与集控器的阶段交叉选择时间段，再将两次的中位数平均值加权平均得到两次阶段性数值的总时间段的平均值；

其中，数据采集为连续范围内的数值，集控器3选择具体时间段内的数据，处理后得到第一中间数值，回传后，控制器11再次利用原始数据计算第二中间数值，且第二中间数值的计算时间段与第一中间数值的计算中间段叠加。

具体的，例如集控器3选择的时间段为7时至9时的时间段内的数据，得到时间段内的第一中间数值，控制器11则选择8时至10时的时间段内的数据，得到时间段内的第二中间数值，根据第一中间数值与第二中间数值得到7时至10时的时间段的平均值作为校对的最终数据，实际的设定提取时间段的长度可以根据监测场所而定，但两组时间段的选取只有有三分之一的时间段为重叠数据。

S4、监测预警：将平均值与设定各项监测数据对应的评价分度值比较，得到当前水质情况，以及各项监测指标的结果，结果通过显示装置 52直接显示出来，通过操作键522切换查看各项数据的具体数据，当监测的平均值到达对应的评价分度值，报警器51发出相应的警示。

显示装置52可以采用柱状、点状或者线性的显示形式，设定的各项数据的数值不变，平均值通过校验模块115与设定值进行比较，设定值的数据评价分度值的不同阶段可以设定不同的警示方式，并通过报警器 51发出警示，给出及时处理的时间，便于后期治理。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种地表水水质监测系统，其特征在于，包括：

监测控制中心，所述监测控制中心包括控制器，所述控制器分别连接触控操作板、数据接收器以及终端存储器，所述控制器包括控制模块，所述控制模块分别连接电源模块、监测模块、分析模块、校验模块、网络模块以及存储模块；

多个监测终端组，所述监测终端组包括若干检测设备，所述检测设备包括：在线总氮分析仪、在线总磷分析仪、在线化学需氧量测定仪、在线pH测定仪、水位传感器及水温传感器；

多个所述监测终端组分别连接对应的集控器，所述集控器通过无线网络与连接所述监测控制中心，监测控制中心根据分析数据对水质进行监测，所述集控器包括微控制单元，所述微控制单元分别连接信息采集单元以及信号发射单元。

2.如权利要求1所述的地表水水质监测系统，其特征在于，所述集控器包括供电单元，所述供电单元连接外部的供电设备。

3.如权利要求2所述的地表水水质监测系统，其特征在于，所述供电设备为太阳能供电电源或者市电。

4.如权利要求1所述的地表水水质监测系统，其特征在于，所述监测控制中心还包括与控制器连接的预警装置，所述控制器包括连接控制模块的预警模块。

5.如权利要求4所述的地表水水质监测系统，其特征在于，所述预警装置包括报警器与显示装置。

6.如权利要求5所述的地表水水质监测系统，其特征在于，所述报警器为声光报警器。

7.如权利要求5所述的地表水水质监测系统，其特征在于，所述显示装置包括显示器，所述显示器的底部设有操作键，显示器用于显示监测数值。