CN216979058U - 一种有污染源水质在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有污染源水质在线监测系统，包括水质自动混合供水质自动留样器、水质在线分析设备和环境数据采集控制器，所述环境数据采集控制器分别电连接水质自动混合供水质自动留样器和水质在线分析设备，其中，所述环境数据采集控制器包括CPU和连接CPU的数据存储模块、时钟模块和多个接口，所述水质自动混合供水质自动留样器和水质在线分析设备通过接口连接环境数据采集控制器。本实用新型提供了硬件控制系统，通过本实用新型，能够对现有的水质监测系统中的留样器、供养器和分析仪进行统一驱动控制，并结合多个监测设备，对水质监测过程中的水质进行在线监测，本实用新型集成度高，能够对多个监测辅助设备进行统一控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及水质监测供留样控制领域，尤其涉及一种有污染源水质在线监测系统。
背景技术
水质自动监测系统主要由采样系统、分析仪表以及超标留样系统等组成，通常情况下，该系统的工作模式如下：
（1） 系统通常采用间歇工作模式，采样分析周期一般为2H。当系统到达所设定的时间时，启动采样系统从采样口进行样品采集；
（2） 样品采集完成后，启动分析仪表进行分析，一般水质分析仪表测量周期为15～ 90min；
（3） 当测量完成后，系统对仪表的测量值进行判断，若超标，则控制超标留样器执行留样动作。
由上可知，当前水质自动监测系统所监测的水样均为瞬时水样，水质自动监测数据只能反映监测点在某几个固定时间点的水质情况。当前这种采样监测模式存在如下问题：
（1）集成度低，对于现有的水质自动监测系统，需要通过人工监测的方式对水质的ph值、水温、流量等进行采集，实际情况中需要多个控制器进行控制；
（2）对于水质自动留样器内，仅仅只有留样控制功能，对于弃样控制没有统一的控制。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种有污染源水质在线监测系统，用于解决上述问题。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种有污染源水质在线监测系统，包括水质自动混合供水质自动留样器、水质在线分析设备和环境数据采集控制器，所述环境数据采集控制器分别电连接水质自动混合供水质自动留样器和水质在线分析设备，其中，所述环境数据采集控制器包括CPU和连接CPU的数据存储模块、时钟模块和多个接口，所述水质自动混合供水质自动留样器和水质在线分析设备通过接口连接环境数据采集控制器。
进一步的，所述水质自动混合供水质自动留样器包括水质自动混合供样器和水质自动留样器，所述水质自动混合供样器的输入端和水质自动留样器的输入端分别通过供液阀门连接采样管，所述水质自动混合供样器的输出端连接水质在线分析设备。
进一步的，所述水质自动留样器的输出端通过弃液阀门连接弃液管。
进一步的，所述弃液阀门和供液阀门分别电连接环境数据采集控制器。
进一步的，所述环境数据采集控制器还通过接口连接环境监测设备，其中，所述环境监测设备至少包括PH值检测计、水温检测计、流量检测计中的一种或多种。
进一步的，所述接口至少包括后台通讯接口、网口通信接口、显示接口、阀门接口、PH值检测接口、水温检测接口、流量检测接口、数字信号输入接口和数字信号输出接口。
进一步的，还包括12V供电电源，所述12V供电电源连接环境数据采集控制器。
进一步的，所述水质在线分析设备至少包括氨氮水质在线分析仪和化学需氧量水质在线分析仪中的一种。
进一步的，所述环境数据采集控制器还连接平台端，所述平台端用于发送控制指令至数据采集控制器，所述平台端至少包括手机、电脑、云平台中的一种。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供了硬件控制系统，通过本实用新型，能够对现有的水质监测系统中的留样器、供养器和分析仪进行统一驱动控制，并结合多个监测设备，对水质监测过程中的水质进行在线监测，本实用新型集成度高，能够对多个监测辅助设备进行统一控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提出的一种有污染源水质在线监测系统的整体系统结构图；
图2为本实用新型实施例提出的一种有污染源水质在线监测系统的具体结构框图；
图3为本实用新型实施例提出的一种有污染源水质在线监测系统的水质自动混合供水质自动留样器的管路结构图；
图中：1-水质自动混合供样器、2-水质自动留样器、3-供液阀门、4-弃液阀门、5-采样管、6-弃液管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1、图2、图3，本实施例提出一种有污染源水质在线监测系统，包括水质自动混合供水质自动留样器2、水质在线分析设备和环境数据采集控制器，所述环境数据采集控制器分别电连接水质自动混合供水质自动留样器2和水质在线分析设备，其中，所述环境数据采集控制器包括CPU和连接CPU的数据存储模块、时钟模块和多个接口，所述水质自动混合供水质自动留样器2和水质在线分析设备通过接口连接环境数据采集控制器。
进一步的，所述接口至少包括后台通讯接口、网口通信接口、显示接口、阀门接口、PH值检测接口、水温检测接口、流量检测接口、数字信号输入接口和数字信号输出接口。
进一步的，还包括12V供电电源，所述12V供电电源连接环境数据采集控制器。
进一步的，所述环境数据采集控制器还连接平台端，所述平台端用于发送控制指令至数据采集控制器，所述平台端至少包括手机、电脑、云平台中的一种。
其中，本实施例中所提到的具体硬件结构及其原理流程如下：
系统功能说明：
环境数据采集控制器：
（1）采集并上传，水质在线分析仪监测设备的各类记录、状态参数；
（2）采集并上传，供样器、留样器等辅助监测设备的各类记录及状态参数；
（3）控制，接收平台端下发的留样弃样控制策略并下发至现场端各设备，包括多时点定时留样、时段超阀值留样、即刻留样、指定瓶号弃样等策略。
系统配置与选型：
数据采集控制器（嵌入式板）：
| 序号 | 名称 | 技术规格 |
| 1 | 触摸屏 | 分辨率：480*272，16.7M色 |
| 2 | 模拟量输入 | 8路，12bit |
| 3 | 开关量输出 | 4路OC门输出 |
| 4 | 开关量输入 | 4路光耦隔离输入 |
| 5 | RS-232接口 | 6路 |
| 6 | RS-485接口 | 2路 |
| 7 | 内部存储容量 | 32M |
| 8 | 扩展存储接口 | TF卡，最大支持32G |
| 9 | 以太网 | 1个10/100M自适应，RJ45端口 |
| 10 | 工作频段与编码 | 频段：850/900/1800/1900MHz 编码方案：CS1 - CS4 |
| 12 | 传输方式 | TCP、UDP、SMS |
| 13 | SIM/UMI卡 | MicroSIM卡 |
| 14 | 天线接口 | 50Ω/SMA-K（阴头） |
| 15 | 时钟精度 | 5ppm |
| 16 | 硬件看门狗 | 支持 |
| 17 | MTBF | >30000小时 |
| 18 | 备用电源 | 充电电压：8.4V 充电电流：0-500mA 电池容量（选配）：2800mAH |
| 21 | 工作环境 | 环境温度：-20-55摄氏度 环境湿度：不高于95% 供电电压：AC220V |
| 24 | 机箱 | 防水外壳，防腐蚀尺寸：172X251X73（单位mm） |
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种有污染源水质在线监测系统的水质自动混合供水质自动留样器2的具体结构，所述水质自动混合供水质自动留样器2包括水质自动混合供样器1和水质自动留样器2，所述水质自动混合供样器1的输入端和水质自动留样器2的输入端分别通过供液阀门3连接采样管5。
进一步的，所述水质自动留样器2的输出端通过弃液阀门4连接弃液管6。
进一步的，所述弃液阀门4和供液阀门3分别电连接环境数据采集控制器。
其中，本实施例中所提到的具体硬件结构及其原理流程如下：
系统功能说明：
水质自动混合供样器1：
（1）主控，自动混合/瞬时样品采集并供样；
（2）主控，自动控制水质在线分析仪取样分析；
（3）主控，超阈值自动控制水质自动留样器2留样；
（4）被控，应急采集瞬时样品并控制水质自动留样器2留样；
（5）被控，控制水质自动留样器2弃样。
水质自动留样器2：
（1）被控，留样；
（2）被控，弃样。
系统配置与选型：
水质自动混合供样器1：
| 序号 | 规格名称 | 技术规格参数 |
| 1 | 采样方式 | 时间等比例混合采样 |
| 2 | 供样方式 | 蠕动泵供样 |
| 3 | 留样方式 | 超标留样、立即留样（配合留样器使用） |
| 4 | 采样速度 | 约180ml/min |
| 5 | 供样速度 | 约150ml/min（20m供样管路） |
| 6 | 外形尺寸 | 700×450×1600 |
| 7 | 人机界面 | 10.1"触摸屏，TFT液晶显示，LED背光，分辨率(1024×600)，正面防护等级IP65 |
| 8 | 通信接口 | 7路RS232、8路4-20mA、8路开关量输入、8路开关量输出 |
| 9 | 电源电压 | 220V AC±10% 50Hz |
| 10 | 环境温度 | 5~45℃ |
| 11 | 环境湿度 | 10~90% |
水质自动留样器2：
| 序号 | 规格名称 | 技术规格参数 |
| 1 | 采样误差 | ≤±10%或 10ml，取其大者 |
| 2 | 等比例采样量误差 | ≤±15% |
| 3 | 系统时钟控制误差 | ∆1≤0.1%，∆12≤30s |
| 4 | 重复性 | ≥95%(连续两个样之间的误差比例) |
| 5 | 样品保存温度 | 4±2℃ |
| 6 | 取样垂直高度 | ≥5m |
| 7 | 取样水平距离 | ≥50m(需外接抽水泵) |
| 8 | 管路系统气密性 | ≤‐0.05MPa |
| 9 | 平均无故障连续运行时间 | ≥1440h/次 |
| 10 | 绝缘阻抗 | >20 兆欧 |
| 11 | 时钟精度 | ±1 秒/天12. 分样控制精度：±2 度 |
| 12 | 样品瓶数量 | 1‐24 瓶可设置 |
| 13 | 单瓶最大容量 | 1000ml |
| 14 | 采样量 | (10～1000)ml，采样量可以任意设定 |
| 15 | 取样方式 | 重力或压力取样 |
| 16 | 工作温度 | 0～50℃ |
| 17 | 湿度 | ≤85% |
| 18 | 通讯接口 | RS485、1 路开关量输入（可拓展）、1 路（4‐20）mA输入 |
| 19 | 人机接口 | 标准 6 键小键盘、240×128 点阵 LCD 全中文菜单 |
| 20 | 测量周期 | 5 分钟‐9999 分钟可设 |
| 21 | 开关门/采样 | 1000 条 |
| 22 | 电源 | AC(220±22)V，(50±0.5)Hz |
| 23 | 整机重量 | 约 66kg（不含包装） |
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种有污染源水质在线监测系统的环境监测设备的具体结构，所述环境监测设备至少包括PH值检测计、水温检测计、流量检测计、超声波明渠流量计中的一种或多种。
其中，本实施例中所提到的具体硬件结构及其原理流程如下：
系统功能说明：
pH计：
（1）直接监测pH、水温；
（2）输出，样品测量数。
流量计：
（1）直接监测流量；
（2）输出，流量测量数据。
系统配置与选型：
PH值检测计：
| 序号 | 规格名称 | 技术规格参数 |
| 1 | 测量原理 | 复合电极 |
| 2 | 测量对象 | pH、温度 |
| 3 | 测量范围 | pH （0~14pH）；温度（-10℃~150℃） |
| 4 | 分辨率 | pH (0.01pH)；温度 （0.1℃） |
| 5 | 精确度 | pH (±0.02pH)；温度 （±0.1℃） |
| 6 | 校准模式 | 标液模式、样品模式、偏移量修正 |
| 7 | 显示速率 | 5级调速 |
| 8 | 温度单元 | NTC10K（具备）；PT1000（具备） |
| 9 | 通讯接口 | 4-20mA（可逆调）、RS485 |
| 10 | 显示屏 | 12864黑白图文屏 |
| 11 | 电源 | 100~240VAC |
| 12 | 功耗 | 5W |
| 13 | 工作环境 | 0~60℃ |
| 14 | 储存环境 | -20℃~70℃ |
| 15 | 防护等级 | IP66 |
| 16 | 仪器尺寸 | 100*100*130mm（后机身110mm） |
| 17 | 开孔尺寸 | 92*92mm |
超声波明渠流量计：
| 序号 | 规格名称 | 技术规格参数 |
| 1 | 测量量程 | 10升/秒～10米３/秒 |
| 2 | 流量不确定度 | 5% |
| 3 | 超声波最大测距 | 2米 |
| 4 | 探头盲区 | 0.4米(从探头的法兰盘起，0.4米内不能用于测量) |
| 5 | 测距误差 | ＜0.4% 或±3毫米（在1米量程内） |
| 6 | 水位分辨力 | 1毫米 |
| 7 | 通讯接口 | RS232、RS485、4-20mA |
| 8 | 工作环境温度 | －20℃～+70℃ |
| 9 | 仪器防护 | 探头为可浸水式；仪器为防尘式 |
| 10 | 环境要求 | 温度可调的室内，建议温度+5～28℃；湿度≤90%（不结露） |
| 11 | 交流供电 | 交流：220V 50HZ 4W |
| 11 | 环境温度影响 | <±0．1％／10℃ |
| 12 | 反复性和重复性 | ±0．25％ |
| 13 | 模拟输出误差 | ≤±0．02mA |
| 14 | 测量范围流速 | ≤20m／s |
| 15 | 电气连接 | 20mm密封套 |
| 16 | 可埋性 | ≤5m（仅限IP8） |
| 17 | 传感器电缆 | <30m（超长时需与我公司协商确定） |
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种有污染源水质在线监测系统的水质在线分析设备的具体结构，所述水质在线分析设备至少包括氨氮水质在线分析仪和化学需氧量水质在线分析仪中的一种。
其中，本实施例中所提到的具体硬件结构及其原理流程如下：
系统功能说明：
水质在线分析仪
（1）被控，取样分析CODcr、NH3-N、TN、TP；
（2）主控，自动标物核查、自动校准；
（3）输出，样品测量记录、核查测量记录、校准记录、运行状态、工作参数及运行参数。
系统配置与选型：
化学需氧量水质在线分析仪：
| 序号 | 规格名称 | 技术规格参数 |
| 1 | 测量原理 | 重铬酸盐分光光度法 |
| 2 | 测量范围 | 16~5000mg/L |
| 3 | 测量量程 | 低氯 16-2000 mg/L，低氯 300-5000 mg/L； 高氯 300-5000 mg/L |
| 4 | 分辨率 | 0.1 |
| 5 | 准确度 | ±10%或±8mg/L（二者中的较大值） |
| 6 | 重复性 | 10%或6mg/L（二者中的较大值） |
| 7 | 零点漂移 | ±5mg/L |
| 8 | 校准周期 | 1～99天任意间隔任意时刻可调 |
| 9 | 测量周期 | 据实际水样，可在5～120min任意修改消解时间 |
| 10 | 核查周期 | 1～99天任意间隔任意时刻可调 |
| 11 | 采样周期 | 时间间隔（10～9999min任意可调）和整点测量模式触发测量模式 |
| 12 | 数据存储 | 至少储存 12 个月的原始数据 |
| 13 | 通讯接口 | 2路RS232、1路4-20mA、6路开关量输入、4路开关量输出 |
| 14 | 环境要求 | 温度可调的室内，建议温度+5～28℃；湿度≤90%（不结露） |
| 15 | 电源 | AC230±10%V，50±10%Hz，5A |
| 16 | 其他 | 异常报警和断电不会丢失数据； 触摸屏显示及指令输入； 异常复位和断电后来电，仪器自动排出仪器内残留反应物，自动恢复工作状态 |
氨氮水质在线分析仪：
| 序号 | 规格名称 | 技术规格参数 |
| 1 | 测量原理 | 水杨酸分光光度法 |
| 2 | 测量范围 | 0.05-500mg/L |
| 3 | 测量量程 | 0.05-2mg/L，0.1-8mg/L 0.1-30mg/L，0.8-60mg/L 1.6-120mg/L，10-500mg/L |
| 4 | 分辨率 | 0.01 |
| 5 | 准确度 | ±10%或±0.1mg/L（二者中的较大值） |
| 6 | 重复性 | 5%或0.1mg/L |
| 7 | 零点漂移 | ±3mg/L |
| 8 | 校准周期 | 1～99天任意间隔任意时刻可调 |
| 9 | 测量周期 | 据实际水样，可在5～120min任意修改消解时间 |
| 10 | 核查周期 | 1～99天任意间隔任意时刻可调 |
| 11 | 采样周期 | 时间间隔（10～9999min任意可调）和整点测量模式触发测量模式 |
| 12 | 数据存储 | 至少储存 12 个月的原始数据 |
| 13 | 通讯接口 | 2路RS232、1路4-20mA、6路开关量输入、4路开关量输出 |
| 14 | 环境要求 | 温度可调的室内，建议温度+5～28℃；湿度≤90%（不结露） |
| 15 | 电源 | AC230±10%V，50±10%Hz，5A |
| 16 | 其他 | 异常报警和断电不会丢失数据； 触摸屏显示及指令输入； 异常复位和断电后来电，仪器自动排出仪器内残留反应物，自动恢复工作状态 |
需要说明的是，本实用新型涉及的是硬件结构，需要在相应的软件的配合下实现上述功能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，包括水质自动混合供水质自动留样器、水质在线分析设备和环境数据采集控制器，所述环境数据采集控制器分别电连接水质自动混合供水质自动留样器和水质在线分析设备，其中，所述环境数据采集控制器包括CPU和连接CPU的数据存储模块、时钟模块和多个接口，所述水质自动混合供水质自动留样器和水质在线分析设备通过接口连接环境数据采集控制器。
2.根据权利要求1所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述水质自动混合供水质自动留样器包括水质自动混合供样器和水质自动留样器，所述水质自动混合供样器的输入端和水质自动留样器的输入端分别通过供液阀门连接采样管，所述水质自动混合供样器的输出端连接水质在线分析设备。
3.根据权利要求2所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述水质自动留样器的输出端通过弃液阀门连接弃液管。
4.根据权利要求3所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述弃液阀门和供液阀门分别电连接环境数据采集控制器。
5.根据权利要求1所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述环境数据采集控制器还通过接口连接环境监测设备，其中，所述环境监测设备至少包括PH值检测计、水温检测计、流量检测计中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述接口至少包括后台通讯接口、网口通信接口、显示接口、阀门接口、PH值检测接口、水温检测接口、流量检测接口、数字信号输入接口和数字信号输出接口。
7.根据权利要求1所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，还包括12V供电电源，所述12V供电电源连接环境数据采集控制器。
8.根据权利要求1所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述水质在线分析设备至少包括氨氮水质在线分析仪和化学需氧量水质在线分析仪中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种有污染源水质在线监测系统，其特征在于，所述环境数据采集控制器还连接平台端，所述平台端用于发送控制指令至数据采集控制器，所述平台端至少包括手机、电脑、云平台中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220608571.3U CN216979058U (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 一种有污染源水质在线监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220608571.3U CN216979058U (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 一种有污染源水质在线监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216979058U true CN216979058U (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=82360325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202220608571.3U Active CN216979058U (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 一种有污染源水质在线监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216979058U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115575459A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-01-06 | 中国核动力研究设计院 | 小型化模块化水质在线监测系统 |
-
2022
- 2022-03-21 CN CN202220608571.3U patent/CN216979058U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115575459A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-01-06 | 中国核动力研究设计院 | 小型化模块化水质在线监测系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: An online monitoring system for water quality with pollution sources Effective date of registration: 20231120 Granted publication date: 20220715 Pledgee: Chinese bank Limited by Share Ltd. Shuangliu Branch Pledgor: Chengdu xinchuangjie automation equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2023510000256 |
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