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水質(zhì)自動監(jiān)測微型站作為小型化、自動化的水環(huán)境監(jiān)測設(shè)備,依托試劑與水樣的特異性化學(xué)反應(yīng),結(jié)合精密檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測,其工作原理圍繞樣品處理、試劑反應(yīng)、信號檢測與數(shù)據(jù)輸出的閉環(huán)流程展開,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與連續(xù)性。 
一、樣品采集與預(yù)處理 微型站通過內(nèi)置采樣系統(tǒng),按設(shè)定周期(如每小時、每兩小時)從監(jiān)測水體中采集代表性水樣,采樣管路采用耐腐蝕材質(zhì),避免對水樣造成污染或吸附。預(yù)處理模塊會對水樣進(jìn)行過濾處理,去除水中的懸浮顆粒物,防止堵塞后續(xù)管路或干擾檢測反應(yīng);同時調(diào)節(jié)水樣的 pH 值、溫度至適宜反應(yīng)范圍,部分模塊還具備除氣功能,消除水中氣泡對檢測信號的影響,確保進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的水樣狀態(tài)穩(wěn)定、符合檢測要求。 二、試劑精準(zhǔn)投加與化學(xué)反應(yīng) 微型站配備多通道試劑存儲單元,分別存放針對不同監(jiān)測參數(shù)(如 COD、氨氮、總磷等)的專用試劑,試劑存儲環(huán)境維持恒溫(通常 5-25℃),避免試劑變質(zhì)失效。通過高精度蠕動泵或注射泵,按預(yù)設(shè)比例將水樣與對應(yīng)試劑依次注入反應(yīng)池,泵體控制精度可達(dá)微升級別,確保試劑與水樣的配比準(zhǔn)確無誤。在反應(yīng)池中,試劑與水樣中的目標(biāo)污染物發(fā)生特異性化學(xué)反應(yīng)(如氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等),反應(yīng)過程中可能伴隨顏色變化、熒光強(qiáng)度變化或電信號變化,這些變化與水樣中目標(biāo)污染物的濃度存在定量關(guān)系。 三、信號檢測與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 反應(yīng)池上方或周邊搭載專用檢測模塊,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特性選擇對應(yīng)的檢測方式:若為顏色變化,采用比色法檢測,通過光源(如 LED 燈)發(fā)射特定波長的光,穿透反應(yīng)后的溶液,光電傳感器接收透射光信號,根據(jù)光強(qiáng)衰減程度計算污染物濃度;若為熒光變化,采用熒光分光光度法,檢測反應(yīng)產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度,其強(qiáng)度與污染物濃度正相關(guān);部分參數(shù)還可通過離子選擇電極檢測反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電信號變化。檢測模塊將光信號或電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,傳輸至數(shù)據(jù)處理單元。 四、數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)控制 數(shù)據(jù)處理單元對接收的數(shù)字信號進(jìn)行校準(zhǔn)與計算,結(jié)合預(yù)先存儲的標(biāo)準(zhǔn)曲線(通過已知濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定獲得),將信號值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的水質(zhì)參數(shù)濃度值。同時,系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷,剔除異常值(如因試劑不足、管路堵塞導(dǎo)致的無效數(shù)據(jù)),并將有效數(shù)據(jù)實(shí)時上傳至云端監(jiān)測平臺,供遠(yuǎn)程查看與分析。控制單元則根據(jù)預(yù)設(shè)程序,協(xié)調(diào)采樣、預(yù)處理、試劑投加、檢測等各模塊的運(yùn)行時序,同時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)(如試劑余量、管路壓力、溫度等),若出現(xiàn)異常(如試劑不足、設(shè)備故障),立即觸發(fā)報警機(jī)制,提醒運(yùn)維人員及時處理,保障微型站持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
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