一种苯并芘在线监测系统的制作方法

本发明属于水质在线监测技术领域，具体涉及一种苯并芘在线监测系统。

背景技术：

苯并芘又称苯并(α)芘，英文缩写bap，是一种常见的高活性间接致癌物和突变原，水中的bap主要是由于工业“三废”排放，3，4-苯并芘释放到大气中以后，总是和大气中各种类型微粒所形成的气溶胶结合在一起，在8微米以下的可吸入尘粒中，吸入肺部的比率较高，经呼吸道吸入肺部，进入肺泡甚至血液，导致肺癌和心血管疾病；在水体，土壤和作物中bap都容易残留；许多国家都进行过土壤中bap含量调查，残留浓度取决于污染原的性质与距离，在繁忙的公路两旁的土壤中bap含量为2.0mg/kg，在炼油厂附近土壤中是200mg/kg；被煤焦油，沥青污染的土壤中，可以高达650mg/kg，并容易释放道附近水域河道中，进入人体组织后，分解速度比较快，具有较高的致癌性；而目前缺乏能够实现长期独立在户外进行在线监测的苯并芘在线监测系统，需要多组采样人员分批对各地进行采用，采样后再送至各院所进行测定，使得整体测定成本和效率都较低，缺乏能够实现户外无人作业，进行自助清洗和自助供电，并无需外界电力接通，可降低工程成本的苯并芘在线监测系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种苯并芘在线监测系统，通过将采样管的进液端和废液排放管的排液端均布设于水中，由采样泵对采样管进行抽吸，实现对水中进行采样，随后由采样泵将采取的水样送至超声波提取器，由超声波提取器对水样依次进行过滤渗漏(过滤的孔径在15-12μm之间)后，可有效将大颗粒异物由水样中剔除，得到样品液，超声波提取器将处理后的样品液流送至高效液相色谱仪内，由高效液相色谱仪进行测定待测样品液中的苯并a芘浓度，以荧光强度的形式表示苯并a芘浓度值；通过3-4组在线监测系统对统一水域进行水样提取测定，由cpu对各组在线监测系统中的高效液相色谱仪得到的苯并a芘浓度值进行提取，进行本地归集储存后，将3-4组在线监测系统测定的数据由无线模块对云端服务器进行上传，并利用云端服务器中的资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集，并由研究院所对所需地区水浴河道的监测样值的数据进行下载查看，可实现全国性的苯并芘的在线读取，有利于各地域和部门对各地区的水质苯并芘的监测，且每组在线监测系统相继进行3-5h的间断性取样测定；通过主控机相继对净水器和高压水泵进行控制，并关闭高效液相色谱仪进行进出液口，由净水器对河道内的水源进行抽取净化，再由高压水泵将净化后的水源高压送入超声波提取器内，并随后流入采样泵内，再由采样管对河道内反排放，以此进行2-3次的冲洗处，以保证超声波提取器、采样泵和采样管内的清洁，避免原始苯并芘水样残留，使其不会对下一次的采样造成影响，完成自助清洗处理，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种苯并芘在线监测系统，包括在线监测系统、供电系统、机房、主控机、云端服务器、供电模块和光伏板，所述在线监测系统和供电系统均布设安装于机房内，所述在线监测系统包括采样泵、超声波提取器和高效液相色谱仪，所述在线监测系统还包括主控机和废液泵，所述机房一侧底部布设安装有采样管，所述机房另一侧底部布设安装有废液排放管，所述采样管排液端与采样泵进液端连接，所述采样泵排液端与超声波提取器进液端连接，所述超声波提取器出液端与高效液相色谱仪进液端连接，所述高效液相色谱仪排液端与废液泵进液端连接，所述废液泵排液端与废液排放管进液端连接，所述主控机包括cpu、数据存储模块和无线模块。

进一步地，所述cpu输入端与数据存储模块和无线模块输出端通过导线构成电连接，所述供电模块输出端与cpu输入端通过导线构成电连接，所述cpu输出端与采样泵、超声波提取器、高效液相色谱仪和废液泵输入端通过导线构成电连接。

进一步地，所述主控机还包括供电模块，所述供电系统输出端与供电模块输出端通过导线构成电连接，所述供电系统包括光伏板、太阳能控制器、蓄电池和逆变器，所述光伏板通过安装架布设于机房顶部，所述光伏板输出端与太阳能控制器输入端通过导线构成电连接，所述太阳能控制器输出端与蓄电池输入端通过导线构成电连接，所述蓄电池输出端与逆变器输入端通过导线构成电连接。

进一步地，所述机房一端安装布设有净水器，所述净水器顶部通过螺栓安装有高压水泵，所述净水器出水端与高压水泵进水端连接，所述高压水泵出水端与超声波提取器进水端连接，所述cpu输出端与净水器和高压水泵输入端通过导线构成电连接。

进一步地，所述云端服务器包括资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列，所述云端服务器检测系统调度和管理，进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集。

进一步地，所述无线模块与云端服务器信号连接。

进一步地，所述采样管进液端固定焊套有金属过滤网箱，所述金属过滤网箱一侧通过铰链安装有检修门，所述金属过滤网箱、采样管和废液排放管均为不锈钢材料制作，所述金属过滤网箱、采样管和废液排放管表面均镀覆有镀锌材料层。

进一步地，所述机房为集成板建造组成。

进一步地，所述采样管和废液排放管上均装配有电动阀，所述采样泵、超声波提取器和高效液相色谱仪的进出液口均装配有电磁阀，所述cpu输出端与所述电动阀和电磁阀的输入端通过导线构成电连接。

进一步地，所述机房内的在线监测系统1装配有3-4组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过将采样管的进液端和废液排放管的排液端均布设于水中，由采样泵对采样管进行抽吸，实现对水中进行采样，随后由采样泵将采取的水样送至超声波提取器，由超声波提取器对水样依次进行过滤渗漏(过滤的孔径在15-12μm之间)后，可有效将大颗粒异物由水样中剔除，得到样品液，超声波提取器将处理后的样品液流送至高效液相色谱仪内，由高效液相色谱仪进行测定待测样品液中的苯并a芘浓度，以荧光强度的形式表示苯并a芘浓度值。

2.通过3-4组在线监测系统对统一水域进行水样提取测定，由cpu对各组在线监测系统中的高效液相色谱仪得到的苯并a芘浓度值进行提取，进行本地归集储存后，将3-4组在线监测系统测定的数据由无线模块对云端服务器进行上传，并利用云端服务器中的资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集，并由研究院所对所需地区水浴河道的监测样值的数据进行下载查看，可实现全国性的苯并芘的在线读取，有利于各地域和部门对各地区的水质苯并芘的监测，且每组在线监测系统相继进行3-5h的间断性取样测定。

3.通过主控机相继对净水器和高压水泵进行控制，并关闭高效液相色谱仪进行进出液口，由净水器对河道内的水源进行抽取净化，再由高压水泵将净化后的水源高压送入超声波提取器内，并随后流入采样泵内，再由采样管对河道内反排放，以此进行2-3次的冲洗处，以保证超声波提取器、采样泵和采样管内的清洁，避免原始苯并芘水样残留，使其不会对下一次的采样造成影响，完成自助清洗处理。

4.通过由供电系统的光伏板在户外进行光源转换，由太阳能控制器将光伏板转换的电能存入蓄电池内，通过逆变器对机房内的苯并芘在线监测系统的电器设备提供电源，并由cpu实现监控控制，整体监测系统可实现户外无人作业，能够实现自助清洗和自助供电，有效提高采样的实时效率，降低人力资源的耗费，无需外界电力接通，降低工程成本。

附图说明

图1为本发明一种苯并芘在线监测系统的机房结构示意图。

图2为本发明一种苯并芘在线监测系统的系统模块连接示意图。

图3为本发明一种苯并芘在线监测系统的示意图。

图4为本发明一种苯并芘在线监测系统的采样管结构示意图。

图中：1、在线监测系统；2、供电系统；3、主控机；4、采样泵；5、超声波提取器；6、高效液相色谱仪；7、废液泵；8、cpu；9、无线模块；10、数据存储模块；11、供电模块；12、净水器；13、高压水泵；14、太阳能控制器；15、蓄电池；16、逆变器；17、云端服务器；18、机房；19、采样管；20、废液排放管；21、检修门；22、金属过滤网箱；23、光伏板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-4所示，一种苯并芘在线监测系统，包括在线监测系统1、供电系统2、机房18、主控机3、云端服务器17、供电模块11和光伏板23，所述在线监测系统1和供电系统2均布设安装于机房18内，所述在线监测系统1包括采样泵4、超声波提取器5和高效液相色谱仪6，所述在线监测系统1还包括主控机3和废液泵7，所述机房18一侧底部布设安装有采样管19，所述机房18另一侧底部布设安装有废液排放管20，所述采样管19排液端与采样泵4进液端连接，所述采样泵4排液端与超声波提取器5进液端连接，所述超声波提取器5出液端与高效液相色谱仪6进液端连接，所述高效液相色谱仪6排液端与废液泵7进液端连接，所述废液泵7排液端与废液排放管20进液端连接，所述主控机3包括cpu8、数据存储模块10和无线模块9。

其中，所述cpu8输入端与数据存储模块10和无线模块9输出端通过导线构成电连接，所述供电模块11输出端与cpu8输入端通过导线构成电连接，所述cpu8输出端与采样泵4、超声波提取器5、高效液相色谱仪6和废液泵7输入端通过导线构成电连接。

其中，所述主控机3还包括供电模块11，所述供电系统2输出端与供电模块11输出端通过导线构成电连接，所述供电系统2包括光伏板23、太阳能控制器14、蓄电池15和逆变器16，所述光伏板23通过安装架布设于机房18顶部，所述光伏板23输出端与太阳能控制器14输入端通过导线构成电连接，所述太阳能控制器14输出端与蓄电池15输入端通过导线构成电连接，所述蓄电池15输出端与逆变器16输入端通过导线构成电连接。

其中，所述机房18一端安装布设有净水器12，所述净水器12顶部通过螺栓安装有高压水泵13，所述净水器12出水端与高压水泵13进水端连接，所述高压水泵13出水端与超声波提取器5进水端连接，所述cpu8输出端与净水器12和高压水泵13输入端通过导线构成电连接。

其中，所述云端服务器17包括资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列，所述云端服务器17检测系统调度和管理，进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集。

其中，所述无线模块9与云端服务器17信号连接。

其中，所述采样管19进液端固定焊套有金属过滤网箱22，所述金属过滤网箱22一侧通过铰链安装有检修门21，所述金属过滤网箱22、采样管19和废液排放管20均为不锈钢材料制作，所述金属过滤网箱22、采样管19和废液排放管20表面均镀覆有镀锌材料层。

本实施例中如图4所示，通过金属过滤网箱22对流入采样管19的水源进行初步过滤处理，避免水藻等异物流入。

其中，所述机房18为集成板建造组成。

本实施例中如图1所示，集成板建造组成的机房18成本低廉，户外隔热效果好。

其中，所述述采样管19和废液排放管20上均装配有电动阀，所述采样泵4、超声波提取器5和高效液相色谱仪6的进出液口均装配有电磁阀，所述cpu8输出端与所述电动阀和电磁阀的输入端通过导线构成电连接。

其中，所述机房18内的在线监测系统1装配有3组。

本实施例中如图1所示，通过3组在线监测系统1实现盖水浴的多水域测定，助于更好的对该水域的苯并芘进行测定。

实施例2

如图1-4所示，一种苯并芘在线监测系统，包括在线监测系统1、供电系统2、机房18、主控机3、云端服务器17、供电模块11和光伏板23，所述在线监测系统1和供电系统2均布设安装于机房18内，所述在线监测系统1包括采样泵4、超声波提取器5和高效液相色谱仪6，所述在线监测系统1还包括主控机3和废液泵7，所述机房18一侧底部布设安装有采样管19，所述机房18另一侧底部布设安装有废液排放管20，所述采样管19排液端与采样泵4进液端连接，所述采样泵4排液端与超声波提取器5进液端连接，所述超声波提取器5出液端与高效液相色谱仪6进液端连接，所述高效液相色谱仪6排液端与废液泵7进液端连接，所述废液泵7排液端与废液排放管20进液端连接，所述主控机3包括cpu8、数据存储模块10和无线模块9。

其中，所述cpu8输入端与数据存储模块10和无线模块9输出端通过导线构成电连接，所述供电模块11输出端与cpu8输入端通过导线构成电连接，所述cpu8输出端与采样泵4、超声波提取器5、高效液相色谱仪6和废液泵7输入端通过导线构成电连接。

其中，所述主控机3还包括供电模块11，所述供电系统2输出端与供电模块11输出端通过导线构成电连接，所述供电系统2包括光伏板23、太阳能控制器14、蓄电池15和逆变器16，所述光伏板23通过安装架布设于机房18顶部，所述光伏板23输出端与太阳能控制器14输入端通过导线构成电连接，所述太阳能控制器14输出端与蓄电池15输入端通过导线构成电连接，所述蓄电池15输出端与逆变器16输入端通过导线构成电连接。

其中，所述机房18一端安装布设有净水器12，所述净水器12顶部通过螺栓安装有高压水泵13，所述净水器12出水端与高压水泵13进水端连接，所述高压水泵13出水端与超声波提取器5进水端连接，所述cpu8输出端与净水器12和高压水泵13输入端通过导线构成电连接。

其中，所述云端服务器17包括资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列，所述云端服务器17检测系统调度和管理，进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集。

其中，所述无线模块9与云端服务器17信号连接。

其中，所述机房18外侧安装有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述的cpu8进行电连接。

其中，所述机房18内的在线监测系统1装配有4组。

本实施例中如图1所示，通过4组在线监测系统1实现盖水浴的多水域测定，助于更好的对该水域的苯并芘进行测定。

实施例3

如图1-4所示，一种苯并芘在线监测系统，包括在线监测系统1、供电系统2、机房18、主控机3、云端服务器17、供电模块11和光伏板23，所述在线监测系统1和供电系统2均布设安装于机房18内，所述在线监测系统1包括采样泵4、超声波提取器5和高效液相色谱仪6，所述在线监测系统1还包括主控机3和废液泵7，所述机房18一侧底部布设安装有采样管19，所述机房18另一侧底部布设安装有废液排放管20，所述采样管19排液端与采样泵4进液端连接，所述采样泵4排液端与超声波提取器5进液端连接，所述超声波提取器5出液端与高效液相色谱仪6进液端连接，所述高效液相色谱仪6排液端与废液泵7进液端连接，所述废液泵7排液端与废液排放管20进液端连接，所述主控机3包括cpu8、数据存储模块10和无线模块9。

其中，所述cpu8输入端与数据存储模块10和无线模块9输出端通过导线构成电连接，所述供电模块11输出端与cpu8输入端通过导线构成电连接，所述cpu8输出端与采样泵4、超声波提取器5、高效液相色谱仪6和废液泵7输入端通过导线构成电连接。

其中，所述主控机3还包括供电模块11，所述供电系统2输出端与供电模块11输出端通过导线构成电连接，所述供电系统2包括光伏板23、太阳能控制器14、蓄电池15和逆变器16，所述光伏板23通过安装架布设于机房18顶部，所述光伏板23输出端与太阳能控制器14输入端通过导线构成电连接，所述太阳能控制器14输出端与蓄电池15输入端通过导线构成电连接，所述蓄电池15输出端与逆变器16输入端通过导线构成电连接。

其中，所述机房18一端安装布设有净水器12，所述净水器12顶部通过螺栓安装有高压水泵13，所述净水器12出水端与高压水泵13进水端连接，所述高压水泵13出水端与超声波提取器5进水端连接，所述cpu8输出端与净水器12和高压水泵13输入端通过导线构成电连接。

其中，所述云端服务器17包括资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列，所述云端服务器17检测系统调度和管理，进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集。

其中，所述无线模块9与云端服务器17信号连接。

其中，所述机房18顶部安装有风向风速传感器，所述风向风速传感器与所述cpu8电连接。

其中，所述机房18内的在线监测系统1装配有3组。

本实施例中如图1所示，通过3组在线监测系统1实现盖水浴的多水域测定，助于更好的对该水域的苯并芘进行测定。

本发明的工作原理及使用流程：将机房18建设于需要检修苯并芘监测的河道和水域附近，并将采样管19的进液端和废液排放管20的排液端均布设于水中，由采样泵4对采样管19进行抽吸，实现对水中进行采样，随后由采样泵4将采取的水样送至超声波提取器5，由超声波提取器5对水样依次进行过滤渗漏(过滤的孔径在15-12μm之间)后，可有效将大颗粒异物由水样中剔除，得到样品液，超声波提取器5将处理后的样品液流送至高效液相色谱仪6内，由高效液相色谱仪6进行测定待测样品液中的苯并a芘浓度，以荧光强度的形式表示苯并a芘浓度值，通过3-4组在线监测系统1对统一水域进行水样提取测定，由cpu8对各组在线监测系统1中的高效液相色谱仪6得到的苯并a芘浓度值进行提取，进行本地归集储存后，将3-4组在线监测系统1测定的数据由无线模块9对云端服务器17进行上传，并利用云端服务器17中的资源管理组件、维护设备、数据处理进程和消息队列进行多组检测系统的数据自动采集，并完成大规模的服务支撑和数据归集，并由研究院所对所需地区水浴河道的监测样值的数据进行下载查看，可实现全国性的苯并芘的在线读取，有利于各地域和部门对各地区的水质苯并芘的监测，且每组在线监测系统1相继进行3-5h的间断性取样测定；在每组在线监测系统1采样测定结束后，由主控机3相继对净水器12和高压水泵13进行控制，并关闭高效液相色谱仪6进行进出液口，由净水器12对河道内的水源进行抽取净化，再由高压水泵13将净化后的水源高压送入超声波提取器5内，并随后流入采样泵4内，再由采样管19对河道内反排放，以此进行2-3次的冲洗处，以保证超声波提取器5、采样泵4和采样管19内的清洁，避免原始苯并芘水样残留，使其不会对下一次的采样造成影响，完成自助清洗处理；由供电系统2的光伏板23在户外进行光源转换，由太阳能控制器14将光伏板23转换的电能存入蓄电池15内，通过逆变器16对机房18内的苯并芘在线监测系统的电器设备提供电源，并由cpu8实现监控控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。