本发明涉及环保水质监测质量控制和加标回收设备领域，具体为动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器。
背景技术：
目前环保水质监测质量控制领域缺乏具有动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器，尤其是可根据水质监测质量控制的需要用母液和纯水来进行配置并添加各种不同浓度不同用量的质控样并在质控过程中提供视频记录功能的质控仪还是空白。本发明代替人工对水质监测质量控制和加标回收进行远程作业也可以全自动对水质监测质量控制和加标回收进行作业，可全面实现水质监测质量控制工作的自动化。本发明最显著特征在于：包括通过互联网进行分布式布署的水质监测动态质控仪，可精准配置并添加质控液和加标液，具有自动运营维护功能，在母液与纯水用完时可以给管理人员发送预警信息，方便管理人员及时处理；而且可以通过在线视频观察仪器工作状态，仪器维保人员只需在办公室里或者通过移动设备（比如手机、pad、笔记本电脑等）就可以对分布在各个地方的仪器设备是否正常工作进行判断，对有故障的仪器可以事先准备维修配件和工具，方便了工作、提高了效率。本发明虽然与水质检测仪器有通信但对水质监测质量控制作业全程视频录像，视频采集测试仪器上的监测数据和加标回收数据，提供视频、照片和数据的报告，做到对水质监测质量控制客观、公正并可以视频证据追查。
技术实现要素：
本发明是为环保水质监测质量控制领域提供具有人工智能的动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明包括控制器、三通电磁阀（如图2所示2，包括v1、v2、v3、v4、v5、v6）、蠕动泵、加标池、气泵、直通电磁阀（如图2所示6，包括v7、v8）、曝气管、液位传感器、废液容器、配液杯、注射器、注射器支架、步进电机和丝杆滑块、纯水容器、母液瓶、摄像机、空气过滤器、气控电磁阀、制冷系统，其特征在于：将摄像机安装在水质监测仪器柜体内适当位置以便视频识别水质监测仪器屏幕上的数据，摄像机电源从控制器取电并通过网线将信息传给控制器，三通电磁阀、直通阀、气泵、气控电磁阀、蠕动泵、步进电机等电源和通信线位全部接入控制器并安装在主机箱内，母液瓶、纯水容器也安装在主机箱内，主机箱采用保温设计，由制冷系统提供1到4摄氏度左右的环境温度，控制器内置通信模块通过互联网与服务器相连。
本发明提出动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器采用互联网控制，可以根据水质监测质量控制的需要远程配制质控液或加标液来进行质量控制作业，定时或者随时发出命令自动启动质控操作，本发明虽与监测仪器发生通信，但在启动质控和加标回收后，同时连续抓拍水质自动监测仪器的液晶显示屏画面如图2所示，并将视频或图片内容发送至服务器，服务器一方面存储作为后续证据，另外一方面通过智能分提取画面内容，获取监测数据，进行数据分析。针对在质控和加标回收和自动运维中的问题，经过系统分析可以依据不同级别，以多种方式进行提醒或预警，包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警。
附图说明
图1是动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器网络拓补结构示意图。
图2是动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器正视剖面结构示意图。
图2中1-控制器；2-三通电磁阀（如图2所示v1、v2、v3、v4、v5、v6））；3-蠕动泵；4-加标池；5-气泵；6-直通电磁阀（如图2所示v7、v8）；7-曝气管；8-液位传感器；9-废液容器；10-配液杯；11-注射器；12-注射器支架；13-步进电机和丝杆滑块；14-纯水容器母液瓶；15-母液瓶；16-摄像机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
参见图1，是动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器网络拓补结构示意图。本发明通过互联网进行分布式布署的水质监测动态质控仪，可精准配置并添加质控液和加标液，具有自动运营维护功能，在母液与纯水用完时可以给管理人员发送预警信息，方便管理人员及时处理；而且可以通过在线视频观察仪器工作状态，仪器维保人员只需在办公室里或者通过移动设备（比如手机、pad、笔记本电脑等）就可以对分布在各个地方的仪器设备是否正常工作进行判断，对有故障的仪器可以事先准备维修配件和工具，方便了工作、提高了效率。本发明虽然与水质检测仪器有通信但对水质监测质量控制作业全程视频录像，视频采集测试仪器上的监测数据和加标回收数据，提供视频、照片和数据的报告，做到对水质监测质量控制客观、公正并可以视频证据追查。
水质监测质量控制常用的方法是将原有的水质检测仪器对标准溶液进行检测得出一个数据结果，再将这一数据结果与标准溶液的标准数值（该标准数值就像天砰的砝码是被公认的）进行对比，如果原有水质检测仪器用标准溶液检测得出的数据结果在标准数值误差范围内的，则说明原有的水质检测仪器工作正常，其日常监测得出的监测数据有效，可作为环保部门管理的依据；如果原有水质检测仪器用标准溶液检测得出的数据结果不在标准数值误差范围内的，则说明原有的水质检测仪器工作不正常，其日常监测得出的监测数据是无效的，不能作为环保部门管理的依据。
加标回收是水质监测质量控制的一种有效方法，就是在原有的水质监测基础上由质控人员在原水（即河水、湖水或者污水等）中随意添加已知数量（比如2毫克、3毫克、5毫克等）的加标液进行检测后得出的结果与最近一次水质监测的结果作比对得出添加了多少毫克其相对值称为加标回收率，从另一角度对监测仪器是否准确是否正常作出判断。
通过水质监测常用质控和加标回收多种方法进行质量控制的目的就是要对原有的水质检测仪器工作是否正常作出精准判断，使水质监测所进行的质量管理与控制充分达到水质监测的公信度，切实做到质控数据溯源可靠性、质控过程客观性、数据判断公正性。
本发明可根据水质监测质量控制的需要用母液和纯水来进行配置并添加各种不同浓度不同用量的质控液和加标液，可代替人工对水质监测质量控制和加标回收进行远程作业也可以全自动对水质监测质量控制和加标回收进行作业，可全面实现水质监测质量控制工作的自动化。并且可以通过视频来判断是否有故障并诊断什么故障从而为去维修保养准备好工具和配件；而本发明正是为此研发的，参见图2是本发明正视剖面结构示意图，包括括控制器、三通电磁阀（如图2所示2，包括v1、v2、v3、v4、v5、v6）、蠕动泵、加标池、气泵、直通电磁阀（如图2所示6，包括v7、v8）、曝气管、液位传感器、废液容器、配液杯、注射器、注射器支架、步进电机和丝杆滑块、纯水容器、母液瓶、摄像机、空气过滤器、气控电磁阀、制冷系统，其特征在于：将摄像机安装在水质监测仪器柜体内适当位置以便视频识别水质监测仪器屏幕上的数据，摄像机电源从控制器取电并通过网线将信息传给控制器，三通电磁阀、直通阀、气泵、气控电磁阀、蠕动泵、步进电机等电源和通信线位全部接入控制器并安装在主机箱内，母液瓶、纯水容器也安装在主机箱内，主机箱采用保温设计，由制冷系统提供1到4摄氏度左右的环境温度，控制器内置通信模块通过互联网与服务器相连。
本发明提出动态配置变量浓度质控样的水监测质量控制仪器采用互联网控制，可以根据水质监测质量控制的需要远程配制质控液或加标液来进行质量控制作业，定时或者随时发出命令自动启动质控操作，本发明虽与监测仪器发生通信，但在启动质控和加标回收后，同时连续抓拍水质自动监测仪器的液晶显示屏画面如图2所示，并将视频或图片内容发送至服务器，服务器一方面存储作为后续证据，另外一方面通过智能分提取画面内容，获取监测数据，进行数据分析。针对在质控和加标回收和自动运维中的问题，经过系统分析可以依据不同级别，以多种方式进行提醒或预警，包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警。
本发明控制器内置通信模组与通信网络连接到互联网服务器，服务器系统软件远程控制其单片机模组，通过电机驱动电路控制丝杆滑块来回移动进而拉动注射器活塞杆往复运动来实现吸入液体和排出液体的目的。配液杯和加标池放置在冷藏箱中低温储存并设计成倒置的圆锥形方便润洗，制冷系统保证母液和纯水的的储藏温度在1到4摄氏度左右，母液和纯水溶液上装有液位传感器，通过系统软件采集母液及纯水的液位来判断母液和纯水是否用完，如果快用完则发出预警信息提示管理人员处理；系统自动通过步进电机控制注射器和切换三通电磁阀来配制和添加质控样（包括质控液和加标液）到配液杯，配液杯内置曝气管，系统通过控制气泵和气控电磁阀来实现对其进行曝气搅拌均匀。如果配的质控样是加标液则可将润洗的废液通过蠕动泵和三通阀排到废液溶器中临时储存，然后再将配好的加标液由系统控制蠕动泵和三通阀添加到加标池中，再然后系统控制三通阀打通加标管路，最后由水质检测仪器通过加标管路从加标池内抽取检测；如果配的质控样是质控液可将润洗的废液通过蠕动泵和三通阀排到废液溶器中临时储存，然后系统控制三通阀打通质控管路等待水质检测仪器从配液杯内抽取检测。控制器与水质检测仪器通过rs485(或rs232或can或lan通讯总线)根据通信协议进行通信来实现远程自动化控制。通过摄像头拍摄自动水质检测仪器显示屏的画面，并把画面上传到云端服务器保存同时进行图像智能识别，获得测试仪器数据结果，从而使质控结果和加标回收结果有据可查，客观公正。
当系统控制平台软件（可以是电脑软件、手机app也可以微信公众号）通过互联网定时或随时向质控仪下达指令，根据质控样的不同分为标准溶液质控作业和加标回收质控作业，下面分别论述：
接收到标准溶液质控作业指令时，系统首先根据质控管理人员的要求（或者质控管理人员在系统中预设的要求）来配制某一用量某一浓度的质控液并添加到配液杯中，再进行质控作业，整个过程分三步操作控制。
第一步：润洗管道并将所需要的母液添加到配液杯内，（如图2所示）首先打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往母液方向同时关闭纯水方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的母液，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将所需母液抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的加标液往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的母液排空并全部排入配液杯内，然后打开三通电磁阀v4通往废液溶器方向同时关闭加标池方向的阀门，再启动蠕动泵（如图2所示3）将配液杯内用来润洗过的液体抽入废液溶器，上述反复操作3次（或者6次）以便对管道和注射器内腔和配液杯进行润洗；润先后再打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往母液方向同时关闭纯水方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的母液，通过空气过滤器进行换气直到将所需母液抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的母液往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的母液排空并全部排入配液杯内，（如图2所示10）。
第二步：将所需要的纯水添加到配液杯内：打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往纯水方向同时关闭母液方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的纯水，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将所需纯水抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的纯水往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的纯水排空并全部排入配液杯内；再将配液杯中的母液和纯水进行曝气搅拌均匀即可。
第三步：进行质控作业，完成上述两步之后再判断在线水质检测仪器是否为空闲，如果在线水质检测仪器正在工作则应等待其空闲后将水样管路切换到质控管路如图2所示，首先关闭电磁阀v5水样管路方向同时打开v6方向的阀门，然后关闭电磁阀v6加标管路方向同时打开质控管路方向阀门，最后等待水质检测仪器进行自动检测，结束后将数据传回系统，摄像机全程录制这一过程同时抓拍原有水质检测仪器显示屏上的测试结果并反馈给控制器，再由控制器通过互联网将信息上传服务器并储存，由平台软件通过智能分析提取画面内容，获取质控数据与标准数值比对，提供带有照片的数据报告并提供视频佐证，从而完成质控作业。
接收到加标回收质控作业指令时，由于氨氮和高锰酸盐指数的水质检测仪器本身是独立的，加标回收检测需要在加标池中沉淀半小时以上才能进行，而总磷总氮的水质检测仪器也是独立的，加标回收检测要求被测的加标水样是不能有沉淀过的因此需要曝气搅拌后立即进行检测，因此，本发明将其分开论述。
用于对氨氮和高锰酸盐指数的水质检测仪器进行水质监测质量控制的水质监测动态质控仪接收到加标回收指令时，整个过程分三步走：
第一步先润洗管道并将所需要的母液添加到配液杯内，（如图2所示）首先打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往母液方向同时关闭纯水方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的母液，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将所需母液抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的加标液往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的母液排空并全部排入配液杯内，然后打开三通电磁阀v4通往废液溶器方向同时关闭加标池方向的阀门，再启动蠕动泵（如图2所示3）将配液杯内用来润洗过的液体抽入废液溶器，上述反复操作3次（或者6次）以便对管道和注射器内腔和配液杯进行润洗；润先后再打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往母液方向同时关闭纯水方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的母液，通过空气过滤器进行换气直到将所需母液抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的母液往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的母液排空并全部排入配液杯内，（如图2所示10）。
第二步：将所需要的纯水添加到配液杯内：打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往纯水方向同时关闭母液方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的纯水，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将所需纯水抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的纯水往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的纯水排空并全部排入配液杯内；再将配液杯中的母液和纯水进行曝气搅拌均匀即可。
第三步：先检测加标池是否加满水，如果未加满则继续等待加水直到加满为止，如图2所示，如果加满则打开v8排水阀,排水3分钟后关闭排水阀；然后再判断加标池是否加满了水，如果未加满则继续等待加水直到加满为止然后关闭v7进水阀，然后启动蠕动泵（如图2所示3）将配液杯中的加标液抽入加标池内并启动气泵进行曝气搅拌均匀等待加标加收检测；如果水质检测仪器正在工作则继续等待其工作结束，然后判断其下次工作时间，如果水质检测仪器下次工作的时间减去加标池最近一次曝气搅拌结束时间大于30分钟则切换至加标管路，如图2所示，关闭v5电磁阀水样管路方向同时打开v6方向的阀门，然后关闭v6电磁阀通往质控管路方向同时打开通往加标管路方向的阀门，等待仪器检测，检测结束后将数据传回系统，再打开v8排水阀门，将加标池里的水排空后关闭v8排水阀，然后打开v7进水阀门，进入下一个循环检测加标池是否加满水。
用于总磷总氮的水质检测仪器进行水质监测质量控制的水质监测动态质控仪接收到加标回收指令时，整个过程分三步走：
第一步先润洗管道并将所需要的母液添加到配液杯内，（如图2所示）首先打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往母液方向同时关闭纯水方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的母液，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将所需母液抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的加标液往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的母液排空并全部排入配液杯内，然后打开三通电磁阀v4通往废液溶器方向同时关闭加标池方向的阀门，再启动蠕动泵（如图2所示3）将配液杯内用来润洗过的液体抽入废液溶器，上述反复操作3次（或者6次）以便对管道和注射器内腔和配液杯进行润洗；润先后再打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往母液方向同时关闭纯水方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的母液，通过空气过滤器进行换气直到将所需母液抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的母液往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的母液排空并全部排入配液杯内（如图2所示10）。
第二步：将所需要的纯水添加到配液杯内：打开三通电磁阀v3通往v2方向同时关闭空气过滤器方向的阀门，然后打开三通电磁阀v2通往v1方向同时关闭通往配液杯方向的阀门，再打开电磁阀v1通往纯水方向同时关闭母液方向的阀门，启动步进电机（如图2所示13）带动丝杆滑块拉动注射器（如图2所示11）抽取一定量的纯水，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将所需纯水抽入注射器内，然后关闭三通电磁阀v3通往过滤器方向同时打开通往v2方向的阀门，再关闭三通电磁阀v2通往v1方向同时打开通往配液杯方向的阀门，将注射器内的纯水往配液杯内排，控制两位三通电磁阀v3的打开和关闭并通过空气过滤器进行换气直到将注射器和管道内的纯水排空并全部排入配液杯内；再将配液杯中的母液和纯水进行曝气搅拌均匀即可。
第三步：先检测加标池是否加满水，如果未加满则继续等待加水直到加满为止，如图2所示，如果加满则打开v8排水阀,排水3分钟后关闭排水阀；然后再判断加标池是否加满了水，如果未加满则继续等待加水直到加满为止然后关闭v7进水阀，然后启动蠕动泵（如图2所示3）将配液杯中的加标液抽入加标池内并启动气泵进行曝气搅拌均匀等待加标加收检测；如果水质检测仪器正在工作则继续等待其工作结束，然后判断其下次工作时间，在水质检测仪器下次启动工作之前7分钟对加标池进行曝气搅拌2分钟，然后切换至加标管路，如图2所示，关闭v5电磁阀水样管路方向同时打开v6方向的阀门，然后关闭v6电磁阀通往质控管路方向同时打开通往加标管路方向的阀门，等待仪器检测，检测结束后将数据传回系统，再打开v8排水阀门，将加标池里的水排空后关闭v8排水阀，然后打开v7进水阀门，进入下一个循环检测加标池是否加满水。
一般情况下，当母液、纯水快用完了，置于其中的液位传感器会将信号反馈给服务器的平台软件，系统以多种方式进行提醒或预警，包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警，提示用户更换母液和纯水。
当然，对于本领域的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施案例的基础上能够作多种变化，同样能够实现本发明的目的。但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。