一种水质等比例混合采样及超标留样系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水质等比例混合采样及超标留样系统及方法，属于环境保护和检测装置技术领域。
【背景技术】
[0002]水质自动监测系统主要由采样系统、分析仪表以及超标留样系统等组成，通常情况下，该系统的工作模式如下:
1)系统通常采用间歇工作模式，采样分析周期一般为2H。当系统到达所设定的时间时，启动采样系统从采样口进行样品采集；
2)样品采集完成后，启动分析仪表进行分析，一般水质分析仪表测量周期为15?90min；
3)当测量完成后，系统对仪表的测量值进行判断，若超标，则控制超标留样器执行留样动作。
[0003]由上可知，当前水质自动监测系统所监测的水样均为瞬时水样，水质自动监测数据只能反映监测点在某几个固定时间点的水质情况。当前这种采样监测模式存在如下问题:
1)自动监测数据只能反映监测点水样瞬时浓度，无法反映监测点水样的平均浓度及污染物排放总量；
2)因仪表的测量时间较长，两次分析之间的时间间隔较大，该系统无法捕捉到企业在此间隔时间内的偷排行为。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水质等比例混合采样及超标留样系统及方法。
[0006]本发明的技术方案为一种水质等比例混合超标留样系统，包括有；
一混合采样模块，该模块由I混合采样栗、2混采管液位检测装置、3混采桶、4混采桶搅拌机构组成;所述的用于对每次采样时混合采样管路中是否有水进行检测的2混采管液位检测装置位于I混合采样栗与3混采桶之间;所述的4混采桶搅拌机构位于3混采桶内，
一样品输送模块，该模块由8样品输送栗组成；
一仪表供样及留样模块，至少包括有5留样桶液位检测装置、6留样桶搅拌机构和7留样桶；
所述的混采桶(3)和留样桶(7)通过8样品输送栗串联连接。
[0007]所述的仪表供样及留样模块，该模块由5留样桶液位检测装置、6留样桶搅拌机构、7留样桶、9留样栗、1排液阀、11留样管液位检测装置、12留样/供样切换阀、13分瓶机构、14采样瓶、15水质分析仪组成;所述的7留样桶上端设置有5留样桶液位检测装置和6留样桶搅拌机构，底端设置有10排液阀;所述的7留样桶通过9留样栗、11留样管液位检测装置连接和2留样/供样切换阀连接13分瓶机构和15水质分析仪。
[0008]所述的混采桶3设置在留样桶的上方。
[0009]—种如权利要求1所述的水质等比例混合超标留样系统的采样方法，包含以下步骤:
1、混合水样采集，系统对监测点水位进行检测，若监测点水位足够，开启I混合采样栗从监测点开始取样并输送至3混采桶，当2混采管液位检测装置检测到采样管路有水时，系统开始对采样量进行定量累计，当系统检测到采集完成200ml水样，停止本次采样，控制I混合采样栗反转，将采样管路内的水样排空;若监测点水位不够，则放弃本次采样；
2、混合水样采集，当到达采样设定的时间时，系统按照上述相同的方式，继续循环采集后续水样;每次采样的过程中均开启4混采桶搅拌机构对混合水样进行搅拌混匀；
3、水样输送:当3混采桶执行完水样采集任务时，8样品输送栗开启将水样由3混采桶输送至7留样桶；当水样输送完成后，3混采桶重新进入混合水样采集阶段，等待下一次水样采集时间，重复执行1、2步骤；
4、液位检测:当水样输送完成后，7留样桶内的5留样桶液位检测装置对其内部的液位进行检测，若液位达不到设定液位，则直接放弃后续仪表供样及超标留样任务;若液位达到设定液位，则继续执行下述任务；
5、仪表供样:切换12留样/供样切换阀至15水质分析仪，开启9留样栗抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往15水质分析仪定量输送水样；
6、仪表分析:15水质分析仪对水样进行分析；
7、超标判断及留样:当15水质分析仪完成分析任务后，系统对其测量值进行判断，若测量值超过设定限值，则切换12留样/供样切换阀至13分瓶机构，由13分瓶机构选取相应的14采样瓶接口，开启9留样栗抽取7留样桶内的水样，当11留样管液位检测装置检测到管路有水时，则开始往14采样瓶定量输送水样;仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性；
8、仪表供样及留样系统排空:当步骤7执行完成或系统检测到测量值未超标时，则开启10排液阀，同时控制9留样栗反转，对7留样桶以及留样管路进行充分排空；当排空完成后，7留样桶继续等待3混采桶内水样的下一次输送。
[0010]所述的仪表供样过程中6留样桶搅拌机构一直开启，以保证7留样桶内水样的均匀性。
[0011]本发明的效果是:
1、通过在一个测量周期内多次混合采集监测点水样，该系统可有效反映该段时间内监测点水样的平均浓度；
2、水样的混合采集可按照等时间间隔执行，也可按照等累计流量间隔执行，可反映不同性质的水样平均浓度。
【附图说明】
[0012]图1:本发明的系统结构图。
[0013]图2:本发明的另一种系统结构图。
【具体实施方式】
[0014]图中1:混合采样栗;2:混采管液位检测装置;3:混采桶;4:混采桶搅拌机构；5:留样桶液位检测装置;6:留样桶搅拌机构；7:留样桶；8:样品输送栗;9:留样栗；10:排液阀；11:留样管液位检测装置;12:留样/供样切换阀；13:分瓶机构；14:采样瓶;15:水质分析仪；
实施例1:
本系统由混合采样模块、样品输送模块、仪表供样及留样模块组成，样品输送模块位于混合采样模块与仪表供样及留样模块之间，这三大模块组合共同实现水质等比例混合采样及超标留样功能。
[0015]混合采样模块:该模块由I混合采样栗、2混采管液位检测装置、3混采桶、4混采桶搅拌机构组成。其中2混采管液位检测装置位于I混合采样栗与3混采桶之间，用于对每次采样时混合采样管路中是否有水进行检测，当检测到管路有水时，系统开始定量往3混采桶内采集一设定体积的水样，可有效消除2混采管液位检测装置之前采样管路长度对采样量计量的影响；其中4混采桶搅拌机构位于3混采桶内，采样过程中，系统同时开启4混采桶搅拌机构对3混采桶内所采集的水样进行搅拌混合；I混合采样栗可由系统控制等时间间隔开启，也可根据外接流量计实现等流量间隔开启，每次的采样量可由系统进行设定。
[0016]样品输送模块:该模块由8样品输送栗组成，8样品输送栗位于3混采桶和7留样桶之间，当3混采桶完成设定采样次数的采样后，系统开启8样品输送栗，将水样由3混采桶输送至7留样桶，此后，3混采桶继续开始执行新一轮的混合采样任务。
[0017]仪表供样及留样模块:该模块由5留样桶液位检测装置、6留样桶搅拌机构、7留样桶、9留样栗、1排液阀、11留样管液位检测装置、12留样/供样切换阀、13分瓶机构、14采样瓶、15水质分析仪组成。其中7留样桶位于8样品输送栗的后端，用于储存由3混采桶输送过来的水样;5留样桶液位检测装置位于7留样桶的内部，用于检测5留样桶内液位是否达到设定液位，若达到设定液位，则继续执行仪表供样及超标留样任务，否则直接排空，放弃当次任务;其中6留样桶搅拌机构位于7留样桶的内部，用于在仪表供样及超标留样时对7留样桶内的水样进行搅拌，以保证水样的均匀性;其中9留样栗位于7留样桶的后端，其后依次连接11留样管液位检测装置、12留样/供样切换阀，9留样栗用于定量抽取7留样桶内的水样，11留样管液位检测装置用于检测留样管路是否有水，若有水，则9留样栗开始样品的定量，可消除11留样管液位检测装置之前留样管路对样品定量的影响，若无水，则放弃本次仪表供样及超标留样任务;其中15水质分析仪组成、13分瓶机构分别与12留样/供样切换阀的两个端口连接，14采样瓶与13分瓶机构连接，通过切换12留样/供样切换阀，可控制系统先后分别执行仪表供样或超标留样任务;其中10排液阀位于7留样桶的底部，用于排空7留样桶执行完成仪表供样或超标留样任务后剩余的水样。
[0018]任务要求:系统测量周期为2H;要求系统每1min采集一次水样，每次采集200ml，即一个测量周期内系统累计采集12次共2400ml水样。一种水质等比例混合超标留样系统的采样方法，包含有以下步骤:
混合水样采集1:首先，系统对监测点水位进行检测(通过液位开关或流量计信号)，若监测点水位足够，开启I混合采样栗从监测点开始取样并输送至3混采桶，当2混采管液位检测装置检测到采样管路有水时，系统开始对采样量进行定量累计，当系统检测到采集完成200ml水样，停止本次采样，控制I混合采样栗反转，将采样管路内的水样排空;若监测点水位不够，则放弃本次采样；
混合水样采集1:当到达采样设定的时间时，系统按照与I相同的方式，继续循环采集后续水样;每次采样的过程中均开启4混采桶搅拌机构对混合水样进行搅拌混匀；
水样输送:当3混采桶执行完12次水样采集任务时，8样品输送栗开启将水样由3混采桶输送至7留样桶；当水样输送完成后，3混采桶重新进入混合水样采集阶段，等待下一次水样米集时间，重复执行1、2步骤；
液位检测:当水样输送完成后，7留样桶内的5留样桶液位检测装置对其内部的液位进行检测，若液位达不到设定液位，则直