[发明专利]一种多参数集成的水质在线监测传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光谱检测原理的多参数集成水质监测传感系统，利用本发明提供的传感系统可对水环境中化学需氧量、溶解氧、浊度、蓝藻、叶绿素a以及石油类等6个水质污染指标进行快速在线监测和分析，属传感器技术领域。

背景技术

水是人类的生命之源，水质量的好坏直接影响着人们的生产、生活和身体的健康。但是随着社会经济的快速发展，大量的工业废水、生活污水及其他废弃物被排入环境水体，造成了水资源污染，水质不断的恶化。水体污染也被认为是人类生存环境主要威胁之一，因此，对其进行监测和控制，尤其是在线监测和控制势在必行。

国内，水环境质量监测体系经过多年的建设基本形成定期采样、实验室检测的框架，水质常规监测和分析技术虽较为全面，但是监测数据无法实现实时采样、快速检测。少量的在线监测设施基本来自欧美地区。虽然这些设备的采样和监测质量较高但仍存在体积大、价格昂贵和维护成本过高等情况，导致在线监测数据量较少，设备覆盖范围不能满足预警需求。此外，结合前端数据采集和预警模拟体系以及应急响应决策系统的全面集成、快速反应系统仍然存在空白。

水环境监测系统是20世纪70年代发展起来的，在芬兰、美国、英国、日本、荷兰等国已有相当规模的应用，并被纳入网络化的“环境评价体系”和“自然灾害防御体系”。现有的水质在线自动监测系统是将多项指标的分析仪器组合起来，从采样、分析到记录、数据处理组成系统，实现实时多参数自动监测。

2001年国家环保总局从法国、意大利引进了环境水质多参数在线监测系统，在国内建成了10个试点地表水水质自动在线监测站，主要实现对水质常规五参数以及总有机碳（TOC）、化学需氧量（COD）的指标检测，每套系统的价格约170万元人民币，价格昂贵，进口水质监测设备主要以大型设备为主，采用站房式将待测水样抽到各测试仪器中进行检测，建设成本高，超过国内一般使用单位的承受力；另外，运行维护费用高、售后服务不便，且每年需耗费相当的外汇来购买零配件以维持其正常的运转，所以进口水质自动监测站在国内广泛推广使用存在较大难度。虽然，国内已经研发了一些环境水质监测仪器和系统，但是高质量的自动监测系统多为国外引进，国产仪器所占比例很小，而且传感器技术基本被国外公司垄断，利用这些传感器更可能涉及泄露国家机密信息。目前，国内水质监测多数仍采用人工采样和监测站检测方式，对水质进行定点采样和实验室分析检测，有些部门也引进了一些较先进的监测仪器，但各类仪器多数单独监测少量几个指标，各仪器一般处于单独使用状态，覆盖面有限，需要大量人力和财力的介入，并且数据获取、分析的实时性不高。所以，开展多种水质监测传感器的开发和集成，不仅可以大大减少成本、方便操作者，而且能够将样品前处理过程整合在整个监测系统中，真正实现实时、无人值守检测，更重要的是能形成具有自主知识产权水质监测系统。

然而，国外多参数集成的传感器均采用高功率灯或氙灯，功率大，需要特殊电源（非电池供电）。更重要的是使用的光源不适合，经常开关、多次工作，使用寿命有限，且多参数集成的在线监测传感器系统国内外鲜有报道，更多的报道仅涉及单个参数的组合，每个参数一个探头。

基于以上国情和国外发展现状，本发明拟介绍一种基于光谱检测原理的多参数集成水质监测传感系统，包括化学需氧量、溶解氧、浊度、蓝藻、叶绿素a以及石油类等6个水质污染指标，参数齐全、体积小、免（少）维护、检测迅速准确，能适应复杂、恶劣的现场检测环境、成本低，检测数据实时发送，适合在线监测，将会给水质智能监测提供极大的便利。

发明内容

本发明目的在于提供一种多参数集成的水质在线监测传感系统，所提供的监测传感系统是基于光谱监测原理，是一种用于水环境水质多参数污染指标实时在线连续监测的传感系统。