太阳能一体化水质自动监测站的制作方法

本实用新型涉及水质自动监测领域，特别涉及一种可移动式、集成度高、完全太阳能供电的太阳能一体化水质自动监测站。

背景技术：

湖泊、水库水体作为我国重要的饮用水水源地，其水质的好坏关系到亿万民众饮水健康。随着科技的发展，整体社会水平的提高，对于水质监测手段的要求也越来越高。现有固定式水质自动监测站具有占地面积大、建设成本高、安装和使用环境要求高、维护困难等缺点，大大限制了水质自动监测系统在湖库水体水质保障领域的应用。

为满足湖泊、水库及河口等水体水质的自动监测和安全保障应用需求，本专利发明了一套以在线自动分析仪器为核心，完全利用太阳能供电，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、gis技术以及相关的专用分析软件和通信网络所组成的一个综合性可移动的太阳能一体式水质在线自动监测站，该监测站还具备运行可靠、维护简单、可实现无人值守的特点。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提供一种太阳能一体化水质自动在线监测站，以解决现有水质监测站占地面积大、建设成本高、安装和使用环境要求高、维护困难等缺点。

本实用新型的技术方案是：

太阳能一体化水质自动监测站，包括一体化监测站房及其内部依次接通的采水系统、预处理系统、配水系统和分析单元，站房内还包括控制系统、数据采集系统、辅助系统以及太能能供电系统，数据采集系统采集分析单元数据，发送到控制系统，控制系统连接控制预处理系统、配水系统和分析单元，太能能供电系统为监测站各单元系统供电，辅助系统用以保证监控过程中系统的正常运行。

优选的，所述采水系统包括采水泵、输送管道、压力感测器和控制组阀，通过控制相应控制组阀开关量，实现交替上水，保持进样的连续性。

优选的，所述预处理系统包括依次接通的初级除杂装置、沉沙装置、沉砂过滤器、精密过滤器和管道控制组阀，根据项目和仪器的要求，同时进行实时、连续和周期三种处理方式。

优选的，配水系统根据项目和仪器的要求，同时进行实时、连续和周期三种配水方式；配水设备包括测量池、沉砂过滤器、精密过滤装置、进样泵、取水分配杯和管道组阀控制等部分。

优选的，分析单元用于监测水质因子，水质因子包括常规五参数、codmn、氨氮、总磷、总氮、重金属中的一种或多种。

优选的，控制系统包括相互连接的工控系统、plc，工控系统和plc通过信号线缆分配系统控制各系统单元并实现超标数据和系统状态异常等诊断、报警和处理。

优选的，一体化监测站房及其内部还配置有数据采集/处理/传输系统，包括数据采集处理单元、数据传输单元和数据报警单元，兼容有线和无线传输方式，生成数据实时或定时主动上传，并配置中心站主动实时获取现场历史数据和实时数据，通过短信通服务模块第一时间预警提示用户掌握现场状态和信息。

优选的，所述辅助系统包括：废液收集单元、压缩空气单元、防雷单元、视频监控单元及自动灭火装置、空调系统、门禁系统，用以保证监控过程中系统的正常运行。

优选的，所述太阳能供电系统则是整个监测站电力来源，包括依次连接的光伏组件、双向储能逆变器、储能电池，保证监测站在离网状态下实现正常运转。

本实用新型的优点是：

1．体积小，占地面积少，可小于2㎡，配置齐全；

2．移动性好，方便因城建等原因造成的迁移或拆除；

3．户外安放，无需站房等土建设施；

4．采用组合式监测箱体以及模块化分析仪器，易于扩展；

5．内部布局合理、集成度高，系统流程简洁，设备维护和运营方便，且成本很低；

6．系统采用程序控制调节，实现实时、连续和周期运行模式并存的三种取样的测试方式；

7．三种取样方式均配备合理的分离沉砂、过滤处理工艺；

8．现场监控程序自动控制运行和切换调节；

9．现场监控程序自动功能，实时、连续和周期动态显示各种变量（仪器数据、水压、电压、温湿度、主要设备等）的变化值，并有短信模块实时提示和报警功能，各种变量值自动进入数据库备查；

10．优越的远程监控功能；

11．远程可对基站系统进行自动诊断和手动故障排除或修复；

12．远程获取系统故障报警及记录；

13．系统具有停电保护及来电自动恢复功能；

14．可本地或远程设定运行方式（连续、间歇和应急测量模式）；

15．可本地或远程设置清洗周期或根据浊度值、报警值的变化进行自动反吹清洗设定；

16．有完善的清洗水回用系统和废液收集系统，保证不会对管路和水源产生二次污染；

17．据采集系统实时、连续和周期定时自动采集、处理及实时、连续和周期定时传输数据；

18.系统设置具有开放性，可根据需要自行设置有关参数，系统具有良好的扩展性；

19．控制系统的编程基于pc/plc的可编程逻辑控制器；

20．系统应具有良好的扩展性和兼容性，分析单元采用模块化设计，可根据需要增加新的监测参数，并方便仪器安装与接入；

21．太阳能光伏发电系统解决了站房突然中断供电对系统造成的多种危害，更是解决了野外没有市电供电系，而给野外监测带来的电源困扰，实现了监测的便捷性与方便性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例的阳能一体化水质在线监测站的工作原理图；

图2为一体化监测站房的正面示意图；

图3为太阳能一体化水质在线监测站内部布局示意图。

具体实施方式

实施例：

如图1和3所示，本实用新型的太阳能一体化水质自动监测站，包括一体化监测站房及其内部依次接通的采水系统4、配水及预处理系统5和分析单元2，分析单元2包括水质综合参数监测仪和在线式水质分析仪。站房内还包括控制系统3、数据采集系统6、辅助系统8以及太能能供电系统7，数据采集系统采集分析单元数据，发送到控制系统，控制系统连接控制预处理系统、配水系统和分析单元，太能能供电系统为监测站各单元系统供电，辅助系统用以保证监控过程中系统的正常运行。

如图2所示，所述一体化监测站房是一种框架结构，包括站房本体1、站房防雨板1-1、站房吊钩1-2、站房前门1-3、公司信息1-4、一体化监测站规格型号1-5、叉车孔1-6，可保证内部仪器正常运转，具备防水、保温、防雷、防辐射、防火等特点。

下面具体介绍一体化水质自动监测站内和系统单元的工作原理。

采水系统，是通过程序控制相应开关量，实现交替上水，保持进样的连续性。取水设备包括采水泵及配套装置、输送管道、压力感测器和组阀控制等部分。

水样预处理系统根据项目和仪器的要求，同时进行实时、连续和周期三种处理方式；处理设备包括初级除杂装置、沉沙装置、沉砂过滤器、精密过滤器和管道组阀控制等部分。

配水系统根据项目和仪器的要求，同时进行实时、连续和周期三种配水方式；配水设备包括测量池、沉砂过滤器、精密过滤装置、进样泵、取水分配杯和管道组阀控制等部分。

分析单元主要用于监测水质因子，包括常规五参数、codmn、氨氮、总磷、总氮、重金属等，用户可根据需求进行定制，具备智能化、标准化、流程化、模块化等特点，具备异常信息记录、上传功能，如零部件故障、超量程报警、超标报警、缺试剂报警等功能；

控制系统采用基于plc的可编程逻辑控制器，根据预处理和配水系统的工艺设计，同样形成连续、间歇和应急三种程序兼容的运行模式，设备包括工控系统、plc、触发和信号线缆分配系统等部分，控制各系统并实现超标数据和系统状态异常等诊断、报警和处理。

数据采集/处理/传输系统根据仪表的测试原理和系统工艺，形成实时数据、连续数据和周期数据三种采集和传输方式；由数据采集处理单元、数据传输单元和数据报警单元组成。兼容有线和无线传输方式，生成数据实时或定时主动上传，并可以中心站主动实时获取现场历史数据和实时数据。短信通服务模块第一时间预警提示用户掌握现场状态和信息。

辅助系统由多个子单元组成，包括：废液收集单元、压缩空气单元、防雷单元、视频监控单元及自动灭火装置、空调系统、门禁系统等，用以保证过程监控系统的正常运行。

太阳能供电系统则是整个监测站电力来源，主要有光伏组件、双向储能逆变器、储能电池等构成，可保证系统在离网(电网)状态下通过上述组件实现太阳能转为电能保证监测站的正常运转。

本实用新型通过中控系统控制采水单元进行采集水样，然后水样经过预处理到配水单元，中控系统按照用户设置周期定时采取水样进行水质因子分析，分析结束后通过数据采集/储存/传输系统将分析结果进行储存或网络传输，分析结束后的水样和试剂进水废液收集单元，然后采水系统中的清洗系统对采水配水管路进行清洗，准备下一次采样分析，整个过程中由太阳能供电系统进行供电，中控系统可实现远程控制，辅助单元可实现视频监控、门禁监控、温度控制等功能。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。