水质在线监测系统（On-line Water Quality Monitoring System）

水质在线监测系统是以在线分析仪表和实验室研究需求为服务目标，以提供具有代表性、及时性和可靠性的样品信息为核心任务，运用自动控制技术、计算机技术并配以专业软件，组成一个从取样、预处理、分析到数据处理及存贮的完整系统，从而实现对样品的在线自动监测。

自动监测系统一般包括取样系统、预处理系统、数据采集与控制系统、在线监测分析仪表、数据处理与传输系统及远程数据管理中心，这些分系统既各成体系，又相互协作，以完成整个在线自动监测系统的连续可靠地运行。

水质在线监测系统主要应用于以下领域和行业：

1. 水源地监测：用于监测水源地的水质，以确保水源的质量。

2. 环保监测站：用于监测江河湖泊、水库等水体的水质，以评估水体的健康状态。

3. 市政水处理过程：用于监测水的处理过程，以确保处理后的水质符合标准。

4. 市政管网水质监督：用于监测市政管网中的水质，以确保供水安全。

5. 农村自来水监控：用于监控农村自来水的质量，以确保村民的饮用水安全。

6. 循环冷却水、泳池水运行管理：用于监测循环冷却水和泳池水的水质，以确保其正常运行和管理。

7. 工业水源循环利用：用于监测工业水源的循环利用情况，以确保其再利用的水质符合标准。

8. 工厂化水产养殖：用于监测养殖池的水质，以确保养殖的水产质量。

1. 城市的环保监测站，通过使用水质在线监测系统，成功地监测了该市的江河湖泊、水库等水体的水质，并提供了及时、准确的数据，为政府和环保机构提供了决策依据。

2. 自来水厂，通过使用水质在线监测系统，实现了对水源地、水处理过程和市政管网水质的实时监测，确保了供水安全和稳定。

3. 工业园区，通过使用分布式水质监测系统，实现了对园区内多个企业的水源利用情况的监测和管理，提高了水源的利用效率和管理水平。

4. 水产养殖场，通过使用智能远程水质监测系统，实现了对养殖池水质的实时监测和数据分析，提高了养殖效率和产品质量。

水质监测系统架构

系统需集成采配水单元、供电单元、预处理系统，整套装置内需配备监测设备、数据管理及控制单元、辅助系统、数据采集和控制单元等，需满足仪器设备长期稳定运行要求。箱体采用不锈钢材质，外部采用围栏防护。整个系统占地面积小于1平方米。

2 供电系统

采用市电或太阳能供电系统。

3. 采配水系统

采样单元的主要目的是采集具有一定代表性的水样供在线分析仪表分析，并保证水样在传输的管路中不发生物理、化学性质的变化。另因每个站点具体水文和地质情况有差异。

采水单元包括水泵、管路、供电及安装结构部分。采水单元向系统提供可靠、有效的样品水，能够自动连续地与整个系统同步工作。采水管路的安装保证安全可靠；

采样头在水面下0.5~1.0米浮动，并与水体底部有足够的距离（枯水期＞1米），以保证不受水体底部泥沙的影响，具有防止进水口堵塞的措施；

采水泵和管路选用合适材质以避免对水样产生污染，必要时采用可拆洗式设计，配备足够的活动接头，方便管路清洗维护；

采水泵和管路内径配合，使水样在管路中保持稳流状态，减少对水中溶解氧参数的影响；采水管路安装保温材料，减少环境温度对水样温度的影响；

在取水管道设有压力或流量监控装置，保证整个系统的正常运行；同时生成报警信息；

采水系统可通过手动或远程调节连续或间歇方式工作，能够根据监测要求现场或远程设置监测频次；

采水系统在建设时采用zui大化原则设计建设，水压水量满足分析单元的需要，保障在汛期或枯水期能正常工作，并且考虑将来增加分析项目的可能，采水量上留出足够冗余；

系统留有比对试验用取水口，方便水样比对实验的采水。

3.1 管线设计

1）采水泵组

采样泵采用潜水泵或自吸泵。扬程>20米，系统设计流速：0.8～1.2米/秒，取水量满足现有仪表及将来扩展的需要。

2）输水管路

管道设计为单路，安装时增加一条备用管路；输水管在经过水泥地面时应在地面上开挖一条深20厘米、宽20厘米的沟便于铺设管路；采样点至岸边段采用增强型钢丝软管，其余部分用DN25，灰色UPVC管，UPVC管材质化学及物理性能稳定对被测水样不产生吸附、腐蚀、分解、氧化等任何物理化学作用。

系统能自动控制清洗泵和自吸泵处于工作和待机状态，并定时启动清洗泵对采样管路进行反向冲洗，防止管路淤积泥沙，保证系统采样稳定可靠；采样管路铺设避免U型连接，使管道排空不受影响。

为了避免环境温度对水样的影响及延缓管路老化可采取如下措施：

a、管路可采取地沟铺设方式；

b、管路外部增加防冻防晒保温层；

c、尽量缩短室外采样管路长度。

4. 预处理系统

水样预处理部分的主要作用是除去水样中的泥沙等杂质等，使处理后的水样能够满足分析仪表对水样的要求。预处理装置具有自动清洗及排空功能，预处理系统的自动运行及定时清洗由自动控制系统控制。

5．数据管理及控制单元

能够自动采集分析仪器的监测数据，并分类保存；能够采集分析仪器和集成系统各单元的工作状态量，并以运行日志的形式记录保存；断电后能自动保存历史数据和参数设置。

采用无线、有线的通讯方式满足数据传输要求。具备对通讯链路的自动诊断功能，具备超时补发功能，可采用 4G 无线网络传输方式。

控制单元实现对管路、电路的控制及数据的采集、传输工作，主要由工控机、PLC 电器控制系统的现场控制、各类阀门管路传感器等部件组成。控制单元按照预先设定的程序负责完成系统的采水配水控制，启动各仪器测试等一系列的动作。

6．监测设备

在线检测的具有高性价比、多参数、稳定可靠自动监测预警的装置，监测传感器采用免试剂检测方法，配合连续监测清洗装置测量，实现快速、连续测量免维护。对超标水体，系统将自动记录超标数据，并根据报警设置进行现场报警。大大提高了监测效率，避免人工采样的频繁及降低日常监测的工作量。

（1）性能及特点

1）先进的电极传感器测量技术，无需试剂，维护工作量小。

2）水样预处理装置采用免维护设计，自动去除水样中大颗粒悬浮物，定期自动排污。管路采用耐腐蚀 UPVC管材阀门。

3）在线监测方式多样化，可实现人工随时测量、自动定时测量、自动周期性测量等测定方式。

4）监测数据存储容量10年以上，智能化数据处理，可自动剔除由于仪器故障引起的异常突变值，使测量数据更准确。

5）数据传输具有TCP/IP\RS485\MQTT等多种信号输出，直观显示含氯离子浓度mg/L值

6）无需药剂及消耗品，无污染，真正环保。

7）超标自动报警。

8）本地数据触摸屏显示与浏览器web、微信小程序显示。

（2）技术要求