CN215575064U - 一种水质监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水质监测系统，包括若干检测探头、流通槽、PLC、进水管和出水管，所述若干检测探头的检测端设置于流通槽中，所述进水管与自循环器的第一进水端连接，所述自循环器的第一出水端与流通槽的进水端连接，所述流通槽的第一出水端与自循环器的第二进水端连接，所述自循环器的第二出水端与出水管连接；所述流通槽的底部开设有与自循环器的第二进水端连接的第二出水端，所述第二出水端设置有用于控制第二出水端开闭的电磁阀；所述PLC分别与若干检测探头的数据传输端、自循环器和电磁阀连接。本实用新型不仅能够监测水质，还能根据实际情况通过PLC将24小时监测水质的模式转换为节水模式，以实现对水资源的有效节约。

Description

一种水质监测系统

技术领域

本实用新型涉及水质监测技术领域，特别是涉及一种水质监测系统。

背景技术

众所周知，有限的水资源如何高效的利用起来对于可持续生态环境发展具有重要意义；经济的发展使得国民对环境有了更高的要求，不管是生活供水还是水产业发展、污水排放等均有着极高的水质要求，水质监测成了承上启下的关键因素。

针对水质的监测各地均有相关的水质检测机构，但是需要取水进实验室实属不方便；也有很多便携式检测设备，就地取水检测方便但抽样不具代表性；水质在线监测由此出现，同样也存在着不少的问题，监测单一、设备仪器大、定期加药等，尤其是有很多检测设备的检测水体无法直接回到进水源头直接废弃浪费了大量的水资源。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水质监测系统，不仅能够进行水质检测，还能有效节约水资源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水质监测系统，包括若干检测探头、流通槽、PLC、进水管和出水管，所述若干检测探头的检测端设置于流通槽中，所述进水管与自循环器的第一进水端连接，所述自循环器的第一出水端与流通槽的进水端连接，所述流通槽的第一出水端与自循环器的第二进水端连接，所述自循环器的第二出水端与出水管连接；所述流通槽的底部开设有与自循环器的第二进水端连接的第二出水端，所述流通槽的第二出水端设置有用于控制第二出水端开闭的电磁阀；所述PLC分别与若干检测探头的数据传输端、自循环器和电磁阀连接。

当进行水质检测时，所述PLC控制自循环器关闭以使自循环器的第一进水端和第一出水端连通、第二进水端和第二出水端连通，并控制电磁阀关闭流通槽的第二出水端，水源通过进水管进入流通槽中，所述若干检测探头将检测到的水质数据传输至PLC，流入流通槽中的水通过流通槽的第一出水端流经至自循环器后再从出水管流出。

当无需检测水质时，所述PLC控制自循环器打开以使自循环器的第一进水端和第一出水端阻隔、第二进水端和第二出水端阻隔，并控制电磁阀打开第二出水端，所述自循环器将来自流通槽中的水从流通槽的进水端流经至自循环器后再沿流通槽的第二出水端回流至流通槽以形成自循环流通回路。

所述自循环器包括第一三通阀和第二三通阀；所述第一三通阀的第一端和自循环器的第一进水端相对应、第二端和自循环器的第一出水端相对应；所述第二三通阀的第一端和自循环器的第二进水端相对应、第二端和自循环器的第二出水端相对应；所述第一三通阀的第三端和第二三通阀的第三端相连通且连通处设置有水泵；

当无需检测水质时，所述PLC控制第一三通阀和第二三通阀打开，并控制水泵将来自流通槽中的水从第二三通阀输送至第一三通阀，以实现将流通槽中的水从流通槽的第二出水端经由自循环器再沿流通槽的进水端回流至流通槽以形成自循环流通回路。

所述若干检测探头的数据传输端通过线缆和PLC连接。

所述线缆和PLC的通过RS485通信接口相连。

所述第一出水端开设于靠近流通槽。

还包括与所述PLC连接的4G通信模组，所述PLC通过4G通信模组将采集到的水质数据传输至服务器。

还包括与所述PLC连接的显示屏，所述显示屏用于将若干检测探头检测到的水质数据进行显示。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型能够根据实际情况通过PLC将24小时监测水质的模式转换为节水模式，即通过分段监测的节水模式实现对水资源的有效节约；本实用新型在节水模式下的停止送水时段(即无需检测水质)，通过自循环器能够让水管道中的水体自己反向循环流动，在节水模式和在线检测模式下不同的水流方向，解决水体在检测仪器中静止停留导致的水体杂质沉淀等污染检测探头以及水管内壁的问题，延长水质检测探头的维护以及更换水管的周期。

附图说明

图1是本实用新型实施方式的水质监测系统内部结构示意图；

图2是本实用新型实施方式的自循环器工作状态示意图；

图3是本实用新型实施方式的水质监测系统电气分布图；

图4是本实用新型实施方式的被检测小区余氯数据趋势图；

图5是本实用新型实施方式的节水模式下的数据图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实用新型的实施方式涉及一种水质监测系统，请参阅图1、图2和图3，包括若干检测探头4、流通槽6、PLC11、进水管2和出水管3，所述若干检测探头4的检测端设置于流通槽6中，所述进水管2与自循环器1的第一进水端102连接，所述自循环器1的第一出水端100与流通槽6的进水端连接，所述流通槽6的第一出水端7与自循环器1的第二进水端104连接，所述第一出水端7开设于靠近流通槽6，所述自循环器1的第二出水端106与出水管3连接；所述流通槽6的底部开设有与自循环器1的第二进水端104连接的第二出水端9，所述流通槽6的第二出水端9设置有用于控制第二出水端9开闭的电磁阀8；所述PLC11分别与若干检测探头4的数据传输端、自循环器1和电磁阀8连接，所述若干检测探头4的数据传输端通过线缆5和PLC11连接。

当进行水质检测时，所述PLC11控制自循环器1关闭以使自循环器1的第一进水端102和第一出水端100连通、第二进水端104和第二出水端106连通，并控制电磁阀8关闭流通槽6的第二出水端9，水源通过进水管2进入流通槽6中，所述若干检测探头4将检测到的水质数据传输至PLC11，流入流通槽6中的水通过流通槽6的第一出水端7流经至自循环器1后再从出水管3流出。

当无需检测水质时，所述PLC11控制自循环器1打开以使自循环器1的第一进水端102和第一出水端100阻隔、第二进水端104和第二出水端106阻隔，并控制电磁阀8打开第二出水端9，所述自循环器1将来自流通槽6中的水从流通槽6的进水端流经至自循环器1后再沿流通槽6的第二出水端9回流至流通槽6以形成自循环流通回路，该自循环流通回路和正常水质检测时的水流方向相反。

进一步地，所述自循环器1包括第一三通阀101和第二三通阀105；所述第一三通阀101的第一端和自循环器1的第一进水端102相对应、第二端和自循环器1的第一出水端100相对应；所述第二三通阀105的第一端和自循环器1的第二进水端104相对应、第二端和自循环器1的第二出水端106相对应；所述第一三通阀101的第三端和第二三通阀105的第三端相连通且连通处设置有水泵103。当无需检测水质时，所述PLC11控制第一三通阀101和第二三通阀105打开，并控制水泵103将来自流通槽6中的水从第二三通阀105输送至第一三通阀101，以实现将流通槽6中的水从流通槽6的第二出水端9经由自循环器1再沿流通槽6的进水端回流至流通槽6以形成自循环流通回路。

本实施方式还包括与所述PLC11连接的4G通信模组12，所述PLC11通过4G通信模组12将采集到的水质数据传输至服务器。本实施方式还包括与所述PLC11连接的显示屏，所述显示屏用于将若干检测探头4检测到的水质数据进行显示。

以下通过一个具体的实施方式进一步说明本实用新型：

本实施方式的水质监测系统主要分为两部分，包括水路检测部分和数据采集的电气部分。水路检测部分布局在设备柜主体位置，电气部分设置在设备门上，用后盖将水路检测部分和电气部分彼此隔离开，节省大量的空间。

以小区二供水泵房的水质检测为例，请参阅图4检测到的若干天的余氯数据，可以分析出该小区余氯值在一天中的波动是有规律的，甚至是每一天的波动规律差不多，这取决于居民用水高峰期和低峰期。用水高峰期时水会不断的由供水厂输送进来余氯值相对比较高一些，当用水低峰期时，水厂供水量也降低了，余氯会随着水停留在管道或者水箱中的时间越长而慢慢降低，余氯值会变得越来越低。而浊度、PH等参数基本上波动不大，水质稳定。分析结果是当用水高峰期时比如早上5点-9点半，晚上5点-10点，启动水质监测重点关注余氯值是否高出正常范围，超高则报警；反之，用水高峰期时前1个小时比如凌晨3-4点，重点关注余氯是否低于正常范围。

基于此，本实施方式在满足在线检测的同时可以根据现场的水质情况自动切换到节水模式。所述节水模式即根据用户需求监测某些时间段的水质，不需要监测时可停止送水检测，可通过现有的大数据算法根据居民的实际用水情况自行预测需要检测水质的时间段，即何时需要检测数据时，就给PLC11一个控制信号；何时不需要检测时，再给PLC11一个控制信号，以此来控制相关的设备进行送水停水的工作；当然本实施方式也可在线手动设置检测时间段。

由此可见，本实施方式可以实现24H在线监测、智能分段监测、手动分段监测等功能，其中，智能分段监测和手动分段监测可达到明显的节水效果。

当需要采用常规模式(即24小时在线监测水质)时，PLC11就不启动自循环器1；如没有必要全天检测的时候就切换到节水模式(即智能分段监测或手动分段监测)，具体如下：

请参阅图2中的图(21)，常规模式为24H在线检测，即自循环器1不工作，第一三通阀101和第二三通阀105默认关闭，水泵103不启动，送水源将水直接通过进水管2送入自循环器1的第一进水端102，在水压的作用下水由自循环器1的第一进水端102进入自循环器1的第一出水端100再进入流通槽6，当水充满整个流通槽6时，水从流通槽6的第一出水端7流至自循环器1的第二进水端104，再经自循环器1的第二出水端106流向出水管3，完成一个水路的连接。这个过程水排出去就直接废弃了，没有节水的效果。

请参阅图2中的图(22)，当切换到节水模式时，由电气部分的PLC11控制自循环器1打开，此时第一三通阀101和第二三通阀105均打开，水泵103启动的同时水路流向就变成设备内逆向自循环，此时自循环器1的第一进水端102和第一出水端100阻隔、且第二进水端104和第二出水端106阻隔，进水管2中的水源不能送进设备中，原设备中的水由自循环器1运行而逆向流动，即和设备正常工作状态的水流方向相反，这样不仅可以让设备中的水保持流动，避免水静止沉淀造成污染，逆向流动可以清洗掉原水路中水杂质结垢，在通水检测后一并带出水路。

这两个过程不仅可以达到检测水质的需求，而且在不需要检测或没必要检测水质的时候停止送水，即达到节水的目的，又能起到反向清洗的作用。

如图3所示，在整个过程中，检测探头4将检测到的信号经过放大、模数处理转换得到的实际数据直接通过线缆5以RS485的通信方式与PLC11相连，多束线缆5合成一束线缆10，连接到设备前门区域的电气端子13处，再接到PLC11，由PLC11作为主站直接采集读取检测探头4检测到的数据；再由PLC11作为从站，将数据传给显示屏，数据在显示屏上直观的显示给客户看，另一方面由4G通信模组12作为主站读取PLC 11的数据，再将这些数据传到服务器，再下达到客户端。

如图5所示，为节水情况表，在上述情境下，余氯、浊度等传感器探头对流速的要求是20-30ml/L，在常规模式下，一台水质监测柜排弃水量一天为0.48-0.72吨，一年则废弃200多吨的水；若使用智能节水模式，一年至少会节省100吨以上的水，相当于20万瓶以上500ML的矿泉水。

由此可见，本实用新型能够根据实际情况通过PLC将24小时监测水质的模式转换为节水模式，即通过分段监测的节水模式实现对水资源的有效节约。

Claims (9)

1.一种水质监测系统，其特征在于，包括若干检测探头(4)、流通槽(6)、PLC(11)、进水管(2)和出水管(3)，所述若干检测探头(4)的检测端设置于流通槽(6)中，所述进水管(2)与自循环器(1)的第一进水端(102)连接，所述自循环器(1)的第一出水端(100)与流通槽(6)的进水端连接，所述流通槽(6)的第一出水端(7)与自循环器(1)的第二进水端(104)连接，所述自循环器(1)的第二出水端(106)与出水管(3)连接；所述流通槽(6)的底部开设有与自循环器(1)的第二进水端(104)连接的第二出水端(9)，所述流通槽(6)的第二出水端(9)设置有用于控制第二出水端(9)开闭的电磁阀(8)；所述PLC(11)分别与若干检测探头(4)的数据传输端、自循环器(1)和电磁阀(8)连接。

2.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，当进行水质检测时，所述PLC(11)控制自循环器(1)关闭以使自循环器(1)的第一进水端(102)和第一出水端(100)连通、第二进水端(104)和第二出水端(106)连通，并控制电磁阀(8)关闭流通槽(6)的第二出水端(9)，水源通过进水管(2)进入流通槽(6)中，所述若干检测探头(4)将检测到的水质数据传输至PLC(11)，流入流通槽(6)中的水通过流通槽(6)的第一出水端(7)流经至自循环器(1)后再从出水管(3)流出。

3.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，当无需检测水质时，所述PLC(11)控制自循环器(1)打开以使自循环器(1)的第一进水端(102)和第一出水端(100)阻隔、第二进水端(104)和第二出水端(106)阻隔，并控制电磁阀(8)打开第二出水端(9)，所述自循环器(1)将来自流通槽(6)中的水从流通槽(6)的进水端流经至自循环器(1)后再沿流通槽(6)的第二出水端(9)回流至流通槽(6)以形成自循环流通回路。

4.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，所述自循环器(1)包括第一三通阀(101)和第二三通阀(105)；所述第一三通阀(101)的第一端和自循环器(1)的第一进水端(102)相对应、第二端和自循环器(1)的第一出水端(100)相对应；所述第二三通阀(105)的第一端和自循环器(1)的第二进水端(104)相对应、第二端和自循环器(1)的第二出水端(106)相对应；所述第一三通阀(101)的第三端和第二三通阀(105)的第三端相连通且连通处设置有水泵(103)；

当无需检测水质时，所述PLC(11)控制第一三通阀(101)和第二三通阀(105)打开，并控制水泵(103)将来自流通槽(6)中的水从第二三通阀(105)输送至第一三通阀(101)，以实现将流通槽(6)中的水从流通槽(6)的第二出水端(9)经由自循环器(1)再沿流通槽(6)的进水端回流至流通槽(6)以形成自循环流通回路。

5.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，所述若干检测探头(4)的数据传输端通过线缆(5)和PLC(11)连接。

6.根据权利要求5所述的水质监测系统，其特征在于，所述线缆(5)和PLC(11)的通过RS485通信接口相连。

7.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，所述第一出水端(7)开设于靠近流通槽(6)。

8.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，还包括与所述PLC(11)连接的4G通信模组(12)，所述PLC(11)通过4G通信模组(12)将采集到的水质数据传输至服务器。

9.根据权利要求1所述的水质监测系统，其特征在于，还包括与所述PLC(11)连接的显示屏，所述显示屏用于将若干检测探头(4)检测到的水质数据进行显示。

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