在水資源保護(hù)與水環(huán)境治理中，水質(zhì)在線檢測系統(tǒng)是核心技術(shù)支撐。研究人員認(rèn)為，該系統(tǒng)通過實時采集分析水質(zhì)關(guān)鍵指標(biāo)，為監(jiān)測、預(yù)警及治理決策提供科學(xué)依據(jù)，其架構(gòu)與運行邏輯直接決定監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)圍繞 “采樣 - 檢測 - 傳輸 - 分析” 全流程設(shè)計，由硬件單元與軟件平臺構(gòu)成，各組件協(xié)同實現(xiàn)連續(xù)高效監(jiān)測。

系統(tǒng)核心構(gòu)成

硬件單元包含采樣預(yù)處理、傳感器檢測、數(shù)據(jù)傳輸及供電模塊。采樣預(yù)處理模塊采集水樣并過濾除雜，確保水樣符合檢測標(biāo)準(zhǔn)；傳感器檢測模塊集成溶解氧、pH 值等多種傳感器，同步監(jiān)測關(guān)鍵指標(biāo)；數(shù)據(jù)傳輸模塊通過加密通信技術(shù)將原始數(shù)據(jù)實時傳輸至后臺，保障數(shù)據(jù)安全；供電模塊可選用市電或太陽能，確保系統(tǒng)全天候運行。

軟件平臺負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)篩選、校準(zhǔn)與分析，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀結(jié)果，同時具備存儲、查詢及預(yù)警功能，工作人員通過可視化界面可實時掌握水質(zhì)動態(tài)。

核心傳感器工作原理與應(yīng)用要求

RDO 光學(xué)溶解氧傳感器

基于熒光猝滅原理監(jiān)測溶解氧濃度，核心為熒光膜頭。操作人員使用時需摘下保護(hù)套，閑置時安裝復(fù)位并保持海綿濕潤，新購傳感器需在自來水中活化 24 小時。監(jiān)測時傳感器需完全浸入水中，熒光膜表面需避免氣泡、暴曬、觸摸及刮傷。實驗室監(jiān)測膜頭距水底 10 公分以上，野外需 30 公分以上，安裝與測量需避免劇烈撞擊，接線端子不可浸水，線纜不可繃緊或摩擦硬物。

pH 傳感器

通過敏感玻璃球泡感知氫離子濃度，校準(zhǔn)需選用接近目標(biāo)溶液的緩沖液。玻璃球泡不可接觸硬物，避免長期浸泡在蒸餾水或蛋白質(zhì)溶液中，且遠(yuǎn)離有機(jī)硅油脂。測量前需甩去氣泡，浸入溶液后攪動再靜置，測量前后用去離子水清洗，黏稠試樣需額外去除殘留。電極響應(yīng)變慢時可經(jīng)酸堿溶液依次浸泡活化，閑置時需置于氯化鉀溶液中保存。

其他關(guān)鍵傳感器

電導(dǎo)率傳感器分接觸式與電感式，校準(zhǔn)測試時探頭需與標(biāo)準(zhǔn)液充分接觸且距容器壁底 2 厘米以上，石墨電極使用前浸泡 1 小時并保持濕潤。接觸式電極需定期軟刷清潔，電感式電極輕度污染不影響使用。鹽度傳感器使用要求與電導(dǎo)率傳感器相近，濁度傳感器需避免測量區(qū)域劃傷與熒光環(huán)境，余氯傳感器需檢查 PVC 膜完好性，ORP 傳感器閑置時浸泡氯化鉀溶液，鉑金表面污染可輕磨清潔。

系統(tǒng)安裝與維護(hù)規(guī)范

安裝需避開強(qiáng)電磁干擾、漏電及臟亂環(huán)境，未防水的接線端子不可浸水，線纜需自然松弛避免繃緊或摩擦。維護(hù)周期因傳感器類型調(diào)整，濁度與余氯傳感器每月維護(hù)校準(zhǔn)，其余傳感器每兩個月維護(hù)一次。日常清潔可用自來水沖洗，頑固污垢可加洗滌液或稀鹽酸處理，線纜需定期檢查破損情況，傳感器出現(xiàn)誤差時需及時標(biāo)定校準(zhǔn)。

系統(tǒng)應(yīng)用場景

系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于飲用水水源地、污水處理廠、工業(yè)廢水排放口等場景，實時跟蹤水質(zhì)指標(biāo)保障供水安全，輔助調(diào)整污水處理工藝，遏制超標(biāo)排放行為，為環(huán)境監(jiān)管提供技術(shù)支撐。