一、系統(tǒng)概述
武漢市天泉慧源環(huán)保科技有限公司在線水質(zhì)、水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以信息技術(shù)、水質(zhì)模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合地理信息、遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體以及計(jì)算機(jī)仿真等現(xiàn)代手段，對(duì)水質(zhì)狀況、水文情況等各種信息進(jìn)行數(shù)字化采集與存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和分析、及時(shí)預(yù)警。為政府決策部門對(duì)水環(huán)境進(jìn)行有效的綜合管理和宏觀決策提供信息化保障。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1系統(tǒng)組成
水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及水文在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下7部分組成:
(1) 采水系統(tǒng)：采集水樣，通過預(yù)處理系統(tǒng)服務(wù)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的分析檢測(cè);
(2) 水文在線監(jiān)測(cè)：包括水文、水溫、流速、流量、降雨量以及蒸發(fā)量等;
(3) 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)：包括PH、溶解氧、溫度、濁度、COD、氨氮，總磷、總氮等;
(4) 圖像視頻：用于拍攝下監(jiān)測(cè)點(diǎn)及站房視頻圖像，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器遠(yuǎn)端;
(5) 供電控制系統(tǒng)：用于給整套系統(tǒng)進(jìn)行供電、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可以選擇太陽能供電或者市電供電;
(6) 通信設(shè)備：可以通過遙測(cè)終端機(jī)將采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)送至云端;
(7) 數(shù)據(jù)處理平臺(tái)：數(shù)據(jù)可以通過遙測(cè)終端機(jī)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器、用戶可以通過云平臺(tái)或者手機(jī)瀏覽器遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也可以發(fā)送至相應(yīng)監(jiān)管部門的服務(wù)器。
2.2 系統(tǒng)示意圖：
圖2.2 天泉在線水質(zhì)、水文系統(tǒng)邏輯圖
2.3系統(tǒng)云平臺(tái)
服務(wù)于天泉在線水質(zhì)、水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的云平臺(tái)可適配于各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控管理接入設(shè)備的狀態(tài)與運(yùn)行情況，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。通過云平臺(tái)對(duì)接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備做到精確感知、精準(zhǔn)操作、精細(xì)管理，提供穩(wěn)定、可靠、低成本維護(hù)的一站式云端物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多種水質(zhì)及水文信息、視頻信息的采集，等將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，用戶可以通過終端(電腦及手機(jī)等)實(shí)時(shí)查看。用戶可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值上下限，當(dāng)數(shù)據(jù)超出設(shè)置的上下限則系統(tǒng)將發(fā)送報(bào)警信息至終端，實(shí)現(xiàn)在線預(yù)警，避免造成不必要的損失。
圖2.2 天泉在線水質(zhì)、水文系統(tǒng)云平臺(tái)示意圖
三、主要設(shè)備介紹
3.1監(jiān)測(cè)站房
根據(jù)《水污染在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范(試行)》-HJ/T353-2007的要求，進(jìn)行水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)時(shí)需要專門設(shè)置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站房及配套設(shè)備。
天泉慧源環(huán)保科技有限公司專門設(shè)計(jì)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站房以彩鋼為主材，外觀優(yōu)美具備特色。搭配站房配套設(shè)施如監(jiān)控、空調(diào)等，將水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備合理安裝于站房?jī)?nèi)，形成一座現(xiàn)代智慧的水質(zhì)、水文監(jiān)測(cè)預(yù)警站。
圖2.3 天泉水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)預(yù)警站房
3.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備
(1)多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀
TQT-V1型在線式多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體溶解氧、氧化還原、溫度、 PH、電導(dǎo)率 、濁度、 液位等參數(shù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)處理和顯示，該系統(tǒng)適于分布式、大面積生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)養(yǎng)殖、及重點(diǎn)排污口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該產(chǎn)品為智能環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，主要采用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)養(yǎng)殖、及重點(diǎn)排污口等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
表3.1-1 TQT-V1型在線式多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀技術(shù)參數(shù)
| 項(xiàng)目 | pH | 溶解氧 | 溫度 | 電導(dǎo)率 | 濁度 |
| 范圍 | 0-14 | 0-99%飽和，0-8ppm，溫度補(bǔ)償至25℃ | 0-100℃ | 0-5000 | 0-100、0-500、0-3000NTU |
| 精度 | 慢量程誤差±2% | 慢量程誤差±0.5% | ±0.2℉或±0.1℃ | ±1% | 整個(gè)量程+1% |
| 壓力 | 40PSI | 40PSI | 40PSI | 40PSI | 30PSI |
| 工作溫度 | -5~+55℃ | -40~+55℃ | -50~+100℃ | -40~+55℃ | -10~+50℃ |
(2)COD在線分析儀
TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀是我公司引進(jìn)技術(shù)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB 11914-89《水質(zhì) 化學(xué)需氧量測(cè)定 重鉻酸鹽法》及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：HJ/T 399-2007《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 快速消解分光光度法》研發(fā)的一種新型的用于測(cè)量污水化學(xué)需氧量(COD)的全自動(dòng)在線分析儀，TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀采用的光電計(jì)量、高溫高壓消解、消解比色一體化等技術(shù)，具有測(cè)量準(zhǔn)確、檢出限低、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀可廠泛應(yīng)用于污染源水監(jiān)測(cè)/工業(yè)生產(chǎn)過程用水/工業(yè)和市政污水處理等各個(gè)領(lǐng)域。
表3.1-2 TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀技術(shù)參數(shù)
| 測(cè)量方法 | 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB 11914-89《水質(zhì) 化學(xué)需氧量測(cè)定 重鉻酸鹽法》 |
| 測(cè)量范圍 | 0-200 mg/L、0-500 mg/L、0-1000 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據(jù)客戶要求另行擴(kuò)展其他量程范圍。 |
| 零點(diǎn)漂移 | ±2.0 mg/L （測(cè)試環(huán)境：鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液） |
| 測(cè)量周期 | 小于50分鐘 |
| 消解溫度 | 推薦溫度為165℃，客戶可根據(jù)實(shí)際水樣情況設(shè)置消解溫度。 |
| 恒溫時(shí)間 | 推薦時(shí)間為10 min，客戶可根據(jù)實(shí)際水樣情況設(shè)置恒溫時(shí)間。 |
| 電源適應(yīng)性 | AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩(wěn)壓電源。 |
| 環(huán)境適應(yīng)性 | 5~45 ℃，相對(duì)濕度（65±20）％，無結(jié)露。 |
| 數(shù)字通訊接口 | RS-485或RS-232 |
(3)氨氮在線分析儀
TQN-I型氨氮在線分析儀用于在線監(jiān)控污水，地表水或者市政水中的氨氮的濃度，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 7481-87 《水質(zhì)-銨測(cè)定-水楊酸分光光度法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HJ/T 536-2009 《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定-水楊酸分光光度法》檢測(cè)水體。
表3.1-2 TQN-I型氨氮在線分析儀技術(shù)參數(shù)
| 測(cè)量方法 | 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 7481-87 《水質(zhì)-銨測(cè)定-水楊酸分光光度法》 |
| 測(cè)量范圍 | 0~2 mg/L、0~12 mg/L、0~50 mg/L、0~300 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據(jù)客戶要求另行擴(kuò)展其他量程范圍。 |
| 零點(diǎn)漂移 | ±0.5％F.S. |
| 測(cè)量周期 | 小于40分鐘 |
| 顯色溫度 | 推薦溫度為46 ℃，客戶可根據(jù)實(shí)際水樣情況設(shè)置顯色溫度。 |
| 恒溫時(shí)間 | 推薦時(shí)間為600 s，客戶可根據(jù)實(shí)際水樣情況設(shè)置恒溫時(shí)間。 |
| 電源適應(yīng)性 | AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩(wěn)壓電源。 |
| 環(huán)境適應(yīng)性 | 5~45 ℃，相對(duì)濕度（65±20）％，無結(jié)露。 |
| 數(shù)字通訊接口 | RS-485或RS-232 |
(4)總磷在線分析儀
TQTP-I型總磷在線分析儀用于在線監(jiān)測(cè)污水，地表水或者市政水中的總磷濃度，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T GB11893- 89 《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》檢測(cè)水體。
表3.1-4 TQTP-I型總磷在線分析儀技術(shù)參數(shù)
| 測(cè)量方法 | 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T GB11893- 89 《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》 |
| 測(cè)量范圍 | 0~10 mg/L、0~50 mg/L、0~200 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據(jù)客戶要求另行擴(kuò)展其他量程范圍。 |
| 零點(diǎn)漂移 | ±0.2%F.S.（測(cè)試環(huán)境：磷酸二氫鉀標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液）； |
| 測(cè)量周期 | 最小測(cè)量周期45分鐘 |
| 消解溫度 | 推薦溫度為120℃，客戶可根據(jù)實(shí)際水樣情況設(shè)置顯色溫度。 |
| 電源適應(yīng)性 | AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩(wěn)壓電源。 |
| 環(huán)境適應(yīng)性 | 5~45 ℃，相對(duì)濕度（65±20）％，無結(jié)露。 |
| 數(shù)字通訊接口 | RS-485或RS-232 |
(5)總氮在線分析儀
TQTN-I型總氮在線分析儀用于在線監(jiān)控污水，地表水或者市政水中的總氮濃度，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB11894-89《水質(zhì)堿性過硫酸鉀高溫消解分光光度法》，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HJ 636—2012 《水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》檢測(cè)水體。
表3.1-5 TQTP-I型總磷在線分析儀技術(shù)參數(shù)
| 測(cè)量方法 | 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB11894-89《水質(zhì)堿性過硫酸鉀高溫消解分光光度法》 |
| 測(cè)量范圍 | 0~3 mg/L，并可根據(jù)客戶要求另行擴(kuò)展其他量程范圍 |
| 零點(diǎn)漂移 | ±0.5％F.S. |
| 測(cè)量周期 | 小于50分鐘 |
| 定量下限 | 0.05 mg/L |
| 恒溫時(shí)間 | 推薦時(shí)間為10 min，客戶可根據(jù)實(shí)際水樣情況設(shè)置恒溫時(shí)間。 |
| 電源適應(yīng)性 | AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩(wěn)壓電源。 |
| 環(huán)境適應(yīng)性 | 5~45 ℃，相對(duì)濕度（65±20）％，無結(jié)露。 |
| 數(shù)字通訊接口 | RS-485或RS-232 |
(6)水質(zhì)安全預(yù)警儀
天泉慧源水質(zhì)安全預(yù)警儀是一款通過檢測(cè)和識(shí)別水生生物的行為對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)(預(yù)警)的設(shè)備。根據(jù)水溞或斑馬魚運(yùn)動(dòng)學(xué)行為變化情況反應(yīng)水質(zhì)綜合毒性情況。相較于傳統(tǒng)水質(zhì)預(yù)警設(shè)備，本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)安全測(cè)試的自動(dòng)化，極大提高了靈敏度、測(cè)試效率，降低了測(cè)試成本。本產(chǎn)品在理論、技術(shù)上均實(shí)現(xiàn)了突破創(chuàng)新，目前該設(shè)備在國(guó)內(nèi)同類設(shè)備中處于地位，并有能力作為國(guó)際同類*產(chǎn)品的替代設(shè)備。
表3.1-6 天泉慧源水質(zhì)安全預(yù)警儀技術(shù)參數(shù)
| 測(cè)量方法 | 行為學(xué)分析 |
| 測(cè)量周期 | 根據(jù)需求自行調(diào)整24/24 7/7 |
| 箱體材質(zhì) | 靜電噴涂鋼/鋁板 |
| 重量 | ＜50kg |
| 尺寸(L*W*H) | 600*500*400mm |
| 保護(hù)等級(jí) | IP54 |
| 電源 | 220VAC 50HZ, |
| 功率 | 600w |
| 樣本溫度 | 0-30℃ |
| 輸出 | 調(diào)制解調(diào)器，LAN，繼電輸出（2X)，RS232，USB,無線（4G）傳輸。 |
3.3 水文監(jiān)測(cè)設(shè)備
(1)雷達(dá)水位計(jì)
測(cè)量范圍：30m
測(cè)量精度：±3mm
波束開角：9°
數(shù)據(jù)接口：四線制RS485 / 兩線制RS232、4～20mA
工作電壓：6～28 VDC
工作環(huán)境：溫度-40～80℃，濕度 0～90% 無凝露
尺寸： Φ120mmX350mm
防護(hù)：鑄鋁外殼，IP67
天線：喇叭口
(2)多普勒超聲波流速儀
測(cè)量原理：多普勒效應(yīng)，速度面積法
流速測(cè)量方位： 0.03-5m/s(可擴(kuò)大)
流速測(cè)量精度：±1%±0.01m/s
水位測(cè)量范圍 0-10m(可擴(kuò)大)
水位測(cè)量精度：±1cm
流量測(cè)量范圍：0.001-999999999m3/h
流量測(cè)量精度：±2-3%(根據(jù)斷面形態(tài)有所不同)
溫度測(cè)量范圍：-20-65℃
溫度測(cè)量精度：±0.5℃
供電范圍：9-24V
接口：RS485 Modbus
(3)翻斗式雨量計(jì)
承雨口內(nèi)徑：Φ200mm
儀器分辨力：0.5mm;
降雨強(qiáng)度測(cè)量范圍：0.01～4mm/min
翻斗計(jì)量誤差：≤±4%
輸出信號(hào)方式：磁鋼—干簧管式接點(diǎn)開關(guān)通斷信號(hào)
開關(guān)接點(diǎn)容量：DCV≤12V，I≤120mA
接點(diǎn)工作次數(shù)：1×107次
工作環(huán)境溫度：-10℃～+50℃
