一、 浮標式水質監測係統

水質自動監測係統由感知層、采集傳輸層及漂浮裝置係統構成。

感知層由數字化組合式多參數水質傳感器和 COD 在線監測儀、氨氮在線監測儀及漂浮係統組成。

采集傳輸層由采集測控終端及無線傳輸設備組成；漂浮裝置由浮標及太陽能供電係統構成。

1.1 測量參數

綜合性水質測量參數：COD、氨氮；

常規水質測量參數：水溫、酸堿度、氨氮、溶解氧、電導率、濁度。

1.2 工作參數

 最大工作水深：10m；

 測量周期：傳感器實時檢測；

 數據傳輸：無線遠傳；

 通訊方式：GPRS，或者其他無線通訊方式；

 環境溫度：-5 ℃ - 55℃；

 防水等級：IP65／IP68；

 防雷等級：600W 雷擊浪湧保護；

 抗風等級：10 級；

 供電方式：24VDC 75W。

二、河道型水質自動監測站的係統介紹

水質自動監測站實現現場水質數據的在線監測功能，完成水質數據的采集、處理、存儲、控製、傳輸等功能。水質自動監測站要求能進行 24 小時連續在線監測。每日監測次數可以本地設置也可以遠程設置，監測結果即時報出。監測采用定時自報和召測工作方式。水質監測係統要求具備自動運行、定期自動清洗功能。測量參數有濁度（懸浮固體）、溶解氧、pH、電導率、溫度，集成式傳感器，僅需輸出一組 RS485 信號即可，沉入式、管道式等多種安裝方式，傳感器自動清洗，免維護。

2.1 數字化組合式多參數水質傳感器

2.1.1 概述

數字化組合式多參數水質傳感器，是一款(多合一在線多參數水質傳感器組合，可用於江河、湖泊、地下水、廢水等不同水體的水質在線監測。監測參數涵蓋 pH、ORP（氧化還原電位）、溶解氧、電導率、濁度/懸浮固體、溫度、深度共 7 種參數。

該數字化組合式多參數水質傳感器內部完成測量計算補償，直接輸出 RS485 數字信號包， 可通過各種數據鏈向計算機、服務器和其他上位機係統無失真數據傳輸，數字化組合式多參數水質傳感器還可以通過無線網絡（4G、GPRS、433MHz 等）直達互聯網係統。產品一體化設計， 測量精確可靠，維護簡便、易操作。

圖 3.1 多參數傳感器組成

2.1.2 性能特點

 集 pH、ORP、溶解氧、電導率、濁度/懸浮固體、溫度、深度測量於一體。

 數字傳感器，RS485 輸出，符合 Modbus 協議。可直接與工控機、PLC 等任意一種符合 Modbus RTU 格式的通訊設備構成采集係統。

 選配可視化上位機設置軟件，地址、波特率自由設置。

 pH、ORP 和溶解氧傳感器配備了快速轉換接頭，方便更換。

 濁度探頭配置了自動清潔裝置，無須人為維護。

 全密封、不鏽鋼主體，符合 IP68 防護等級；

 安裝方便，直接投入水中，可實現移動式快速響應。

圖 3.2 多參數傳感器構成多種係統

圖 3.3 多參數傳感器接入互聯網示意圖

2.1.3 分析方法

 濁度光學散射法符合國際 DIN EN27027/TS 水質濁度測定標準；

 pH 分析方法采用最廣泛的玻璃電極法；

 ORP 采用最廣泛的惰性金屬鉑電極法測量；

 電導率采用同軸極板組成電導池進行測量分析；

 溶解氧采用覆膜(極譜式)式傳感器；

 溫度分析方法為熱敏電阻法；

 深度檢測采用擴散矽壓力傳感法。

2.1.4 測量原理

 濁度測量原理：一束平行光在穿過水樣時，水樣中的懸浮顆粒在平行光束的照射下發生散射，與入射光線呈 90°方向的散射光被光電池檢出，利用散射光的強度與水樣濁度的正相關性，經微處理器解析獲得對應的濁度數值；

 pH 測量原理：當 pH 傳感器的敏感玻璃膜浸沒在溶液中時，H+ 電荷在玻璃膜和指示電極之間產生一個電位，該電位以內部的參比電極為基準，經過儀表的科學運算分析處理精確計算出溶液的 pH 值；

 ORP 測量原理：ORP 的測試是當氧化還原電極浸入溶液中時，電解液的氧化/還原狀態之間發生電子交換所產生的電位即為氧化還原電位，此電位經過儀表精確計算示值；

 電導率原理：電導/電阻率定義為溶液的導電性，溶液導電的載體是離子如溶解的鹽或酸，測量電導率/電阻率需采用兩個間距固定的具有專用表麵材質的電極，在兩電極間連接一個電壓源然後測量流過的電流，該電流大小直接反映了溶液的電導率/電阻率；

 溶氧測量原理：溶解氧(Dissolved Oxygen) DO 指的是水體經過與大氣中的氧氣交換或經過化學、生物化學等反應後溶解於水中的分子氧，以每升水中所含氧的毫克數來表示。當溶解氧傳感器浸沒溶液中時，溶液中的氧在傳感器的陰極發生還原反應，陽極被氧化，產生一個與溶液中氧濃度成比例的微小電流反應，這個電流經解析轉換成氧濃度；

溫度檢測原理為熱敏電阻阻值隨溫度改變而改變；

2.1.6 外形尺寸圖

圖 3.4 多參數傳感器物理尺寸

2.2 COD 傳感器

2.2.1 概述

COD 傳感器是新一代環保型 COD/TOC 傳感器，無需試劑，無汙染，更經濟環保。尺寸小巧， 安裝更為便捷，可在線不間斷進行水質監測。自動對濁度幹擾進行補償，帶自定清潔裝置，即使長期監測依然具有極佳的穩定性。

2.2.2 測量原理

許多溶解於水中的有機物對紫外光具有吸收作用。因此，通過測量這些有機物對 254nm 波長紫外光吸收程度，可衡量水中有機汙染物的總量。傳感器采用兩路光源，一路 254nm 紫外光，一路 850nm 紅外光，能自動對光路衰減及濁度影響進行補償，從而實現更穩定可靠的測量值。

2.2.3 傳感器特點

數字傳感器，RS-485 輸出，支持 MODBUS

無需試劑，無汙染，更經濟環保。

可測量 SAC\COD\TOC 等參數

自動對濁度幹擾進行補償，具有極佳的測試性能。

2.2.4 技術參數

圖 3.5 COD 傳感器物理尺寸圖

2.3 水質氨氮傳感器

2.3.1 技術參數：

量程：0~1000ppm（量程可更改）

精度：0.01ppm

輸出信號：RS485 信號輸出

傳輸協議：Modbus RTU

波特率：9600（默認），可自定義，但不建議。

溫度範圍：0-89℃

溫度補償：自動補償

校準：命令方式（軟件校準）

工作電壓：5-12V

電纜長度：標配 5 米

保質期：6 個月

產品圖片

圖 3.5 氨氮傳感器物理尺寸圖

2.4 浮標裝置

浮標是一款用於海洋學研究、水質控製、氣象研究等方麵的多功能、多參數浮標。

主要特征

浮標用於水體監測；

保障數據的準確性；

低維修率（防汙染係統具有專利保護）；

支持安裝絕大部分的商用傳感器；

支持測量被測水域內任何水層的水質情況；

獨有的防汙染係統使係統維修率降到最低；

支持太陽能麵板自動充電；

監測數據可通過 GPRS 或衛星實時傳輸，可通過互聯網訪問。技術特性

浮標堅固耐用的材料在極端鹽度、濕度、溫度的艱苦環境中同樣適用。

通信係統 GPRS（手機網絡），包含 GPS。

補充係統（能源） “單晶矽”太陽能麵板，可選風能。

電池 AGM 鉛蓄電池：12V，電池容量取決於安裝需求。

浮標材料 高密度高分子聚乙烯（PEHD）

線圈材料 鋁合金（噴塗油漆）

可搭載傳感器 濁度計、水流計、氧化還原傳感器、pH 計、鹽度計、溶解氧傳感器、葉綠素計、風速計、氣壓計、溫度計、COD、氨氮、總磷、總氮等傳感器

可選項 自動采樣器