微型水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種集傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信與智能分析于一體的便攜式水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備,可實(shí)時、連續(xù)監(jiān)測水體中的多項關(guān)鍵參數(shù)(如pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、溫度、氨氮、COD等),適用于河流、湖泊、飲用水源地、工業(yè)排污口等場景。其以小型化、低功耗、高集成度為核心特點(diǎn),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)大型監(jiān)測站部署成本高、靈活性不足的短板,成為水環(huán)境精細(xì)化管理的利器。
?1.系統(tǒng)組成
?(1)傳感器模塊:
?多參數(shù)探頭:
?光學(xué)傳感器:基于紫外-可見吸收光譜法檢測COD、氨氮、總磷等。
?電化學(xué)傳感器:測量pH、溶解氧、電導(dǎo)率、ORP。
?物理傳感器:濁度、溫度。
?防污染設(shè)計:探頭表面防生物附著涂層,部分支持超聲波自清潔。
??(2)數(shù)據(jù)采集與傳輸單元:
?邊緣計算模塊:嵌入式處理器,實(shí)時校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
?通信模塊:支持4G/NB-IoT/LoRa無線傳輸,斷網(wǎng)時本地存儲。
?(3)?供電系統(tǒng):
?微型太陽能板+鋰電池:低功耗設(shè)計(整機(jī)功耗<5W),陰雨天續(xù)航≥7天。
?市電適配?(可選):適用于固定點(diǎn)位。
?(4)?結(jié)構(gòu)設(shè)計:
?防水殼體:IP68防護(hù)等級,耐腐蝕材質(zhì)(如鈦合金、工程塑料)。
?模塊化擴(kuò)展:支持添加重金屬(如鉛、鎘)、藍(lán)綠藻等定制傳感器。
?2.工作原理
??(1)數(shù)據(jù)采集:傳感器探頭浸入水體,實(shí)時獲取參數(shù)原始信號。
??(2)信號處理:
電化學(xué)信號→電壓/電流轉(zhuǎn)換;光學(xué)信號→光強(qiáng)分析。
溫濕度補(bǔ)償算法修正環(huán)境干擾。
?(3)?數(shù)據(jù)傳輸:通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至云端平臺,或本地存儲。
?(4)?智能分析:
超標(biāo)報警(如氨氮>2mg/L觸發(fā)預(yù)警)。
水質(zhì)綜合評價(如WQI指數(shù)計算)。
??(5)遠(yuǎn)程管理:用戶通過PC/APP查看數(shù)據(jù)、調(diào)整采樣頻率或校準(zhǔn)設(shè)備。
?3.核心功能
?(1)?多參數(shù)同步監(jiān)測:單機(jī)支持6~12項參數(shù)。
?(2)實(shí)時性與連續(xù)性:
采樣間隔可調(diào)(1分鐘~1小時),支持24/7無人值守。
數(shù)據(jù)更新延遲<5分鐘(依賴網(wǎng)絡(luò)條件)。
?(3)?智能預(yù)警與聯(lián)動:
閾值報警:短信/郵件/平臺彈窗通知。
?(4)聯(lián)動治理設(shè)備:如啟動曝氣機(jī)、關(guān)閉排污閥門。
??(5)數(shù)據(jù)可視化:
云端平臺展示趨勢曲線、熱力圖、污染擴(kuò)散模型。
自動生成符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測報告。
?4.技術(shù)優(yōu)勢
?(1)?微型便攜:整機(jī)重量<5kg,可浮標(biāo)式、岸基式或無人機(jī)投放部署。
??(2)低維護(hù)成本:
光學(xué)傳感器免試劑,減少耗材依賴。
自清潔設(shè)計降低人工清洗頻率。
??(3)高適應(yīng)性:
工作溫度:-20℃~60℃,鹽度耐受≤5%(部分型號支持海水)。
抗干擾能力:防藻類附著、抗電磁干擾。
??(4)合規(guī)性:符合《水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求》(HJ/T96-104系列)標(biāo)準(zhǔn)。
?5.應(yīng)用場景
??(1)地表水監(jiān)測:
河流斷面、湖泊富營養(yǎng)化預(yù)警。
飲用水源地安全實(shí)時監(jiān)控。
??(2)工業(yè)排污監(jiān)管:
污水廠進(jìn)出水口、企業(yè)排污口合規(guī)監(jiān)測。
突發(fā)污染事件應(yīng)急響應(yīng)(如重金屬泄漏)。
??(3)農(nóng)業(yè)與水產(chǎn):
養(yǎng)殖池塘溶解氧調(diào)控,防止魚類缺氧。
農(nóng)田退水氮磷流失監(jiān)控。
??(4)科研與教育:
野外生態(tài)研究長期數(shù)據(jù)采集。
高校環(huán)境工程教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備。