天泉在線(xiàn)水質(zhì)、水文監測系統
一、系統概述
武漢市天泉慧源環(huán)?？萍加邢薰驹诰€(xiàn)水質(zhì)、水文監測系統以信息技術(shù)、水質(zhì)模擬技術(shù)為基礎，綜合地理信息、遙測、網(wǎng)絡(luò )、多媒體以及計算機仿真等現代高新科技手段，對水質(zhì)狀況、水文情況等各種信息進(jìn)行數字化采集與存儲，實(shí)現動(dòng)態(tài)監測和分析、及時(shí)預警。為政府決策部門(mén)對水環(huán)境進(jìn)行有效的綜合管理和宏觀(guān)決策提供信息化保障。
二、系統結構
2.1系統組成
水質(zhì)在線(xiàn)監測系統及水文在線(xiàn)監測系統由以下7部分組成:
(1) 采水系統：采集水樣，通過(guò)預處理系統服務(wù)于水質(zhì)監測設備的分析檢測;
(2) 水文在線(xiàn)監測：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(xiàn)監測：包括PH、溶解氧、溫度、濁度、COD、氨氮，總磷、總氮等;
(4) 圖像視頻：用于拍攝下監測點(diǎn)及站房視頻圖像，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸至服務(wù)器遠端;
(5) 供電控制系統：用于給整套系統進(jìn)行供電、根據現場(chǎng)環(huán)境可以選擇太陽(yáng)能供電或者市電供電;
(6) 通信設備：可以通過(guò)遙測終端機將采集到的傳感器數據通過(guò)GPRS發(fā)送至云端;
(7) 數據處理平臺：數據可以通過(guò)遙測終端機發(fā)送至數據服務(wù)器、用戶(hù)可以通過(guò)云平臺或者手機瀏覽器遠程查看數據，數據也可以發(fā)送至相應監管部門(mén)的服務(wù)器。
2.2 系統示意圖：
圖2.2 天泉在線(xiàn)水質(zhì)、水文系統邏輯圖
2.3系統云平臺
服務(wù)于天泉在線(xiàn)水質(zhì)、水文監測系統的云平臺可適配于各種物聯(lián)網(wǎng)應用系統，實(shí)時(shí)監控管理接入設備的狀態(tài)與運行情況，并對設備進(jìn)行遠程操作。通過(guò)云平臺對接物聯(lián)網(wǎng)設備做到精確感知、精準操作、精細管理，提供穩定、可靠、低成本維護的一站式云端物聯(lián)網(wǎng)平臺。
水質(zhì)監測系統及水文監測系統通過(guò)對現場(chǎng)多種水質(zhì)及水文信息、視頻信息的采集，等將數據遠傳至物聯(lián)網(wǎng)云平臺，實(shí)現現場(chǎng)各個(gè)設備的數據實(shí)時(shí)監測，用戶(hù)可以通過(guò)終端(電腦及手機等)實(shí)時(shí)查看。用戶(hù)可根據實(shí)際情況設置參數的標準值上下限，當數據超出設置的上下限則系統將發(fā)送報警信息至終端，實(shí)現在線(xiàn)預警，避免造成不必要的損失。
圖2.2 天泉在線(xiàn)水質(zhì)、水文系統云平臺示意圖
三、主要設備介紹
3.1監測站房
根據《水污染在線(xiàn)監測系統安裝技術(shù)規范(試行)》-HJ/T353-2007的要求，進(jìn)行水質(zhì)在線(xiàn)監測時(shí)需要專(zhuān)門(mén)設置水質(zhì)在線(xiàn)監測站房及配套設備。
天泉慧源環(huán)?？萍加邢薰緦?zhuān)門(mén)設計的水質(zhì)監測站房以彩鋼為主材，外觀(guān)優(yōu)美具備特色。搭配站房配套設施如監控、空調等，將水質(zhì)監測設備、數據采集控制設備合理安裝于站房?jì)?，形成一座現代智慧的水質(zhì)、水文監測預警站。
圖2.3 天泉水質(zhì)在線(xiàn)監測預警站房
3.2水質(zhì)監測設備
(1)多參數水質(zhì)檢測儀
TQT-V1型在線(xiàn)式多參數水質(zhì)監測儀，實(shí)現對水體溶解氧、氧化還原、溫度、 PH、電導率 、濁度、 液位等參數實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測，數據處理和顯示，該系統適于分布式、大面積生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)養殖、及重點(diǎn)排污口實(shí)時(shí)監測。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)平臺實(shí)現對大面積生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)養殖、及重點(diǎn)排污口等的實(shí)時(shí)監測和監控的物聯(lián)網(wǎng)系統。
表3.1-1 TQT-V1型在線(xiàn)式多參數水質(zhì)監測儀技術(shù)參數
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項目 |
pH |
溶解氧 |
溫度 |
電導率 |
濁度 |
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范圍 |
0-14 |
0-100%飽和，0-8ppm，溫度補償至25℃ |
0-100℃ |
0-5000 |
0-100、0-500、0-3000NTU |
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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% |
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最大壓力 |
40PSI |
40PSI |
40PSI |
40PSI |
30PSI |
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工作溫度 |
-5~+55℃ |
-40~+55℃ |
-50~+100℃ |
-40~+55℃ |
-10~+50℃ |
(2)COD在線(xiàn)分析儀
TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀是我公司引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，根據國家標準：GB 11914-89《水質(zhì) 化學(xué)需氧量測定 重鉻酸鹽法》及行業(yè)標準：HJ/T 399-2007《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 快速消解分光光度法》研發(fā)的一種新型的用于測量污水化學(xué)需氧量(COD)的全自動(dòng)在線(xiàn)分析儀，TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀采用最新的光電計量、高溫高壓消解、消解比色一體化等技術(shù)，具有測量準確、檢出限低、可靠性高、適應性強等特點(diǎn)。TQCr-I型COD水質(zhì)分析儀可廠(chǎng)泛應用于污染源水監測/工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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
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測量方法 |
國家標準：GB 11914-89《水質(zhì) 化學(xué)需氧量測定 重鉻酸鹽法》 |
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測量范圍 |
0-200 mg/L、0-500 mg/L、0-1000 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據客戶(hù)要求另行擴展其他量程范圍。 |
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零點(diǎn)漂移 |
±2.0 mg/L （測試環(huán)境：鄰苯二甲酸氫鉀標準測試液） |
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測量周期 |
小于50分鐘 |
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消解溫度 |
推薦溫度為165℃，客戶(hù)可根據實(shí)際水樣情況設置消解溫度。 |
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恒溫時(shí)間 |
推薦時(shí)間為10 min，客戶(hù)可根據實(shí)際水樣情況設置恒溫時(shí)間。 |
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電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
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環(huán)境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無(wú)結露。 |
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數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(3)氨氮在線(xiàn)分析儀
TQN-I型氨氮在線(xiàn)分析儀用于在線(xiàn)監控污水，地表水或者市政水中的氨氮的濃度，根據國家標準 GB 7481-87 《水質(zhì)-銨測定-水楊酸分光光度法》行業(yè)標準 HJ/T 536-2009 《水質(zhì) 氨氮的測定-水楊酸分光光度法》檢測水體。
表3.1-2 TQN-I型氨氮在線(xiàn)分析儀技術(shù)參數
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測量方法 |
國家標準 GB 7481-87 《水質(zhì)-銨測定-水楊酸分光光度法》 |
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測量范圍 |
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，并可根據客戶(hù)要求另行擴展其他量程范圍。 |
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零點(diǎn)漂移 |
±0.5％F.S. |
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測量周期 |
小于40分鐘 |
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顯色溫度 |
推薦溫度為46 ℃，客戶(hù)可根據實(shí)際水樣情況設置顯色溫度。 |
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恒溫時(shí)間 |
推薦時(shí)間為600 s，客戶(hù)可根據實(shí)際水樣情況設置恒溫時(shí)間。 |
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電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
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環(huán)境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無(wú)結露。 |
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數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(4)總磷在線(xiàn)分析儀
TQTP-I型總磷在線(xiàn)分析儀用于在線(xiàn)監測污水，地表水或者市政水中的總磷濃度，根據國家標準 GB/T GB11893- 89 《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》檢測水體。
表3.1-4 TQTP-I型總磷在線(xiàn)分析儀技術(shù)參數
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測量方法 |
國家標準 GB/T GB11893- 89 《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》 |
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測量范圍 |
0~10 mg/L、0~50 mg/L、0~200 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據客戶(hù)要求另行擴展其他量程范圍。 |
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零點(diǎn)漂移 |
±0.2%F.S.（測試環(huán)境：磷酸二氫鉀標準測試液）； |
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測量周期 |
最小測量周期45分鐘 |
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消解溫度 |
推薦溫度為120℃，客戶(hù)可根據實(shí)際水樣情況設置顯色溫度。 |
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電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
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環(huán)境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無(wú)結露。 |
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數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(5)總氮在線(xiàn)分析儀
TQTN-I型總氮在線(xiàn)分析儀用于在線(xiàn)監控污水，地表水或者市政水中的總氮濃度，根據國家標準：GB11894-89《水質(zhì)堿性過(guò)硫酸鉀高溫消解分光光度法》，行業(yè)標準 HJ 636—2012 《水質(zhì)總氮的測定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》檢測水體。
表3.1-5 TQTP-I型總磷在線(xiàn)分析儀技術(shù)參數
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測量方法 |
國家標準：GB11894-89《水質(zhì)堿性過(guò)硫酸鉀高溫消解分光光度法》 |
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測量范圍 |
0~3 mg/L，并可根據客戶(hù)要求另行擴展其他量程范圍 |
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零點(diǎn)漂移 |
±0.5％F.S. |
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測量周期 |
小于50分鐘 |
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定量下限 |
0.05 mg/L |
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恒溫時(shí)間 |
推薦時(shí)間為10 min，客戶(hù)可根據實(shí)際水樣情況設置恒溫時(shí)間。 |
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電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
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環(huán)境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無(wú)結露。 |
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數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(6)水質(zhì)安全預警儀
天泉慧源水質(zhì)安全預警儀是一款通過(guò)檢測和識別水生生物的行為對水質(zhì)進(jìn)行監測(預警)的設備。根據水溞或斑馬魚(yú)運動(dòng)學(xué)行為變化情況反應水質(zhì)綜合毒性情況。相較于傳統水質(zhì)預警設備，本產(chǎn)品實(shí)現了水質(zhì)安全測試的自動(dòng)化，極大提高了靈敏度、測試效率，降低了測試成本。本產(chǎn)品在理論、技術(shù)上均實(shí)現了突破創(chuàng )新，目前該設備在國內同類(lèi)設備中處于領(lǐng)先地位，并完全有能力作為國際同類(lèi)先進(jìn)產(chǎn)品的替代設備。
表3.1-6 天泉慧源水質(zhì)安全預警儀技術(shù)參數
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測量方法 |
行為學(xué)分析 |
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測量周期 |
根據需求自行調整24/24 7/7 |
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箱體材質(zhì) |
靜電噴涂鋼/鋁板 |
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重量 |
＜50kg |
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尺寸(L*W*H) |
600*500*400mm |
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保護等級 |
IP54 |
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電源 |
220VAC 50HZ, |
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功率 |
600w |
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樣本溫度 |
0-30℃ |
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輸出 |
調制解調器，LAN，繼電輸出（2X)，RS232，USB,無(wú)線(xiàn)（4G）傳輸。 |
3.3 水文監測設備
(1)雷達水位計
測量范圍：30m
測量精度：±3mm
波束開(kāi)角：9°
數據接口：四線(xiàn)制RS485 / 兩線(xiàn)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(wú)凝露
尺寸： Φ120mmX350mm
防護：鑄鋁外殼，IP67
天線(xiàn)：喇叭口
(2)多普勒超聲波流速儀
測量原理：多普勒效應，速度面積法
流速測量方位： 0.03-5m/s(可擴大)
流速測量精度：±1%±0.01m/s
水位測量范圍 0-10m(可擴大)
水位測量精度：±1cm
流量測量范圍：0.001-999999999m3/h
流量測量精度：±2-3%(根據斷面形態(tài)有所不同)
溫度測量范圍：-20-65℃
溫度測量精度：±0.5℃
供電范圍：9-24V
接口：RS485 Modbus
(3)翻斗式雨量計
承雨口內徑：Φ200mm
儀器分辨力：0.5mm;
降雨強度測量范圍：0.01～4mm/min
翻斗計量誤差：≤±4%
輸出信號方式：磁鋼—干簧管式接點(diǎn)開(kāi)關(guān)通斷信號
開(kāi)關(guān)接點(diǎn)容量：DCV≤12V，I≤120mA
接點(diǎn)工作次數：1×107次
工作環(huán)境溫度：-10℃～+50℃
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