李祥芹

山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東 臨沂 276000

1 引言

自動(dòng)水質(zhì)控制系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一個(gè)不受控制的實(shí)時(shí)自動(dòng)水質(zhì)控制站,該站可以通過(guò)因特網(wǎng)及時(shí)獲取連續(xù)水質(zhì)控制數(shù)據(jù),并利用現(xiàn)代信息技術(shù)收集數(shù)據(jù),將有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)送交環(huán)境保護(hù)信息中心,由保護(hù)信息中心對(duì)自動(dòng)控制站進(jìn)行環(huán)境遠(yuǎn)程控制,以全面、科學(xué)和真實(shí)的方式反映每個(gè)控制點(diǎn)的水質(zhì),并準(zhǔn)確和及時(shí)地了解水質(zhì)狀況和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。自動(dòng)水質(zhì)量控制系統(tǒng)是一套分析工具,將從取樣和分析到記錄、數(shù)據(jù)分類(包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù))和中央遙測(cè)等多個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)結(jié)合起來(lái),并與相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析方案結(jié)合起來(lái),從而使自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)滿足可靠、穩(wěn)定、低維護(hù)和無(wú)控制運(yùn)作要求。

2 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能

自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含許多功能,自動(dòng)監(jiān)測(cè)可以在網(wǎng)上進(jìn)行。這是該系統(tǒng)最突出的功能。也就是說(shuō),水質(zhì)控制是時(shí)間敏感的,人們可以根據(jù)溫度和渾濁度隨時(shí)對(duì)飲水和水的質(zhì)量控制。為了獲得水的質(zhì)量,可以計(jì)算和分析其他參數(shù),以獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在污水處理廠水質(zhì)控制方面,還增加重金屬離子監(jiān)測(cè)和PH測(cè)量以提高檢測(cè)質(zhì)量。第二,預(yù)警功能和自動(dòng)水質(zhì)控制系統(tǒng)具有警報(bào)功能。與此同時(shí),有關(guān)工作人員前往現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)并采取行動(dòng)解決問(wèn)題。目前,常見(jiàn)的警報(bào)是聲響警報(bào),以及燈光和顯示圖標(biāo)。當(dāng)它太大時(shí),它可以發(fā)出警報(bào)啟動(dòng)水質(zhì)控制警報(bào)。例如,在地表水監(jiān)測(cè)中,當(dāng)水源的質(zhì)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),與以往的控制方法相比,它減少了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間,提高了處理的效率。自動(dòng)水質(zhì)控制的實(shí)施可實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制,及時(shí)了解主要河流流域主要部分的水質(zhì)狀況,對(duì)重大事故或流域水污染進(jìn)行預(yù)警和預(yù)報(bào),解決跨行政區(qū)域的事故爭(zhēng)端,并對(duì)總干事進(jìn)行監(jiān)督,確保數(shù)量控制制度的實(shí)施將確保飲用水水源地安全,并為保護(hù)水資源的監(jiān)督、管理和決策提供有力的支持。

2.1 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飲用水的水源和溫度、溶解氧、p H酸堿度、傳導(dǎo)、鹽度、淤泥、青藻類、氮氨離子、殘留氯和其他標(biāo)準(zhǔn),并可擴(kuò)大其他監(jiān)測(cè)功能。對(duì)淤泥、酸度、COD、氮氨離子、溶解氧離子、重金屬離子、廢水處理廠廢水和污水排出物的其他參數(shù)以及其他監(jiān)測(cè)功能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以延長(zhǎng)。

2.2 預(yù)警和預(yù)報(bào)系統(tǒng),可以接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的警報(bào)信息。以聲音、圖標(biāo)顏色和表格中的數(shù)值顏色變化的形式提供各種警報(bào)功能。提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息和可靠的數(shù)據(jù),以加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)。當(dāng)水質(zhì)數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí),水質(zhì)分析設(shè)備失靈,現(xiàn)場(chǎng)電源不正常,它會(huì)自動(dòng)提醒。

2.3 以不同應(yīng)用軟件系統(tǒng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)上信息和查詢,包含信息發(fā)布、網(wǎng)上查詢、分析、計(jì)算、圖表顯示、打印等功能,支持互訪和信息共享,并為治理和決策環(huán)境提供科學(xué)基礎(chǔ)。長(zhǎng)期收集和儲(chǔ)存用于檢索的特定控制數(shù)據(jù)、各種操作數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。

3 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(又稱自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或?qū)崟r(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng))指的是一套自動(dòng)分析工具和傳感器,將多質(zhì)量指標(biāo)與先進(jìn)的控制器、網(wǎng)絡(luò)通信和方案技術(shù)結(jié)合起來(lái),以控制采樣,將整個(gè)分析、記錄、傳輸和數(shù)據(jù)處理過(guò)程完全自動(dòng)化,以實(shí)現(xiàn)多參數(shù)和快速實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)。在線自動(dòng)水質(zhì)控制系統(tǒng)是環(huán)境控制原則、現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件工程、大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和環(huán)境評(píng)估管理的交叉開(kāi)發(fā)的產(chǎn)物。

3.1 傳感器

(1)化學(xué)傳感器:化學(xué)傳感器使用通過(guò)化學(xué)反應(yīng)測(cè)量的電信號(hào)或其他信息(如光效應(yīng)、熱效應(yīng)、空間影響、質(zhì)量變化等)。在通過(guò)選擇性影片進(jìn)行分析后,會(huì)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息被轉(zhuǎn)化成定量或可由相應(yīng)的化學(xué)或物理能量變壓器處理的電信號(hào),這種信號(hào)在二次放大后顯示。這種傳感器是自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中最常用的傳感器。

(2)光纖傳感器。

(3)生物傳感器是指測(cè)量諸如固體生物催化劑和化學(xué)品等識(shí)別要素之間的生物化學(xué)反應(yīng)。依靠電子化學(xué)儀器對(duì)生產(chǎn)和消費(fèi)的化學(xué)品進(jìn)行選擇性測(cè)量,并將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。

3.2 自動(dòng)水質(zhì)分析工具 自動(dòng)水質(zhì)分析工具顯示,智能分析工具的開(kāi)發(fā)主要是:基于精密電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),分析工具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器和數(shù)字模型獲取數(shù)據(jù)、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析和處理,以提高分析工具的數(shù)據(jù)處理能力;數(shù)字圖像處理系統(tǒng)認(rèn)識(shí)到分析工具的數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展;綜合分析工具的技術(shù)正在向高速測(cè)試和迷你型分析樣品的方向發(fā)展,并對(duì)分析工具進(jìn)行迷你型。

3.3 通信和接口 互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量控制系統(tǒng)主要包含三個(gè)層次的通信傳輸技術(shù),即每個(gè)水質(zhì)分析師與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的主要控制部分(或計(jì)算機(jī))之間的數(shù)據(jù)和指示;場(chǎng)地與控制中心之間的數(shù)據(jù)和指示;第一和第二層次是控制中心數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶網(wǎng)絡(luò)之間最重要的聯(lián)系。水質(zhì)量分析器和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)(或現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī))的主要控制器(主要依靠RS-485不同步接口和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。位置控制系統(tǒng)與控制中心之間的通信包括GSM、移動(dòng)電話連接器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信,這是相對(duì)成熟且成本低廉的技術(shù)實(shí)例。后數(shù)據(jù)處理軟件技術(shù)在整個(gè)水質(zhì)量控制系統(tǒng)中發(fā)揮“信息中心”的作用,即向整個(gè)系統(tǒng)輸出信息,并主要發(fā)揮數(shù)據(jù)記錄、表達(dá)和儲(chǔ)存功能。一般而言,這類方案是在視窗平臺(tái)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的,采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)構(gòu)想、樣板、便于運(yùn)輸和維護(hù)。

4 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套網(wǎng)上自動(dòng)分析工具,作為一項(xiàng)基本內(nèi)容,利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和相關(guān)的特別分析方案以及通信網(wǎng)絡(luò),由系統(tǒng)的自動(dòng)控制組成。實(shí)施自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制,及時(shí)了解主要河流流域的主要部分的水質(zhì)狀況,對(duì)重大事故或流域水污染的預(yù)警和預(yù)報(bào),解決跨行政區(qū)域的水污染爭(zhēng)端,全面監(jiān)測(cè),實(shí)施數(shù)量控制和達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的情況。