I. ОБЩИЙ ОБЗОР

　　автоматический пробоотборник качества водыДляАвтоматический сбор, хранение и передача проб водыПриборы и оборудование, широко используемые в таких областях, как станции мониторинга окружающей среды, очистные сооружения, промышленные сточные воды, защита источников воды и т. Д., являются ключевыми инструментами для мониторинга качества воды и отслеживания источников загрязнения. Его основная функция заключается в автоматическом сборе репрезентативных проб воды в соответствии с установленными процедурами (например, интервал времени, соотношение потока, запуск событий и т. Д.) и поддержании стабильности проб воды путем охлаждения, добавления консерваторов и т. Д. Для последующего лабораторного анализа (например, обнаружения тяжелых металлов, органических веществ, питательных солей и других маркеров), чтобы обеспечить надежные образцы.

С улучшением требований экологического регулирования (например, « Закон Китая о предотвращении и предотвращении загрязнения воды», « Программа строительства сети экологического мониторинга») и развитием технологии онлайн - мониторинга, автоматический пробоотборник качества воды должен быть удовлетворенВысокая точность, надежность, интеллект и соответствиеТребования. Эта статья основана на соответствующих отечественных и зарубежных стандартах (например, HJ / T 372 - 2007 « Технические требования и методы обнаружения автоматических пробоотборников качества», HJ 353 - 2019 « Технические спецификации по установке онлайновой системы мониторинга источников загрязнения воды» и т. Д.), система описывает свои технические требования и методы обнаружения.

II. Технические требования

Технические требования к автоматическому пробоотборнику качества водыОсновные функции, показатели производительности, экологическая адаптация, безопасность и надежностьЧетыре основных измерения, в частности:

Категория показателей	Конкретные требования (см. HJ / T 372 - 2007 и отраслевую практику)
Точность выборки	Ошибка однократного отбора проб составляет ±5% (или абсолютная погрешность - ±2 мл, более строгое значение); Ошибка измерения расхода при равнопропорциональном отборе проб составляет ±2% (соответствует вспомогательному расходомеру)
Точность времени	Временная погрешность при выборке с фиксированным временем составляет ±1% (или абсолютная погрешность - ±1 минуту / день)
Регулирование температуры	Температура проб воды в рефрижераторном режиме поддерживается на уровне 2 ~ 5°C (колебание ±2°C), колебание модели 20°C составляет ±3°C
Система трубопроводов	Использование инертных материалов (например, PTFE, силикон, нержавеющая сталь), стойких кислотно - щелочных растворов pH 1 ~ 14 и органических растворителей; Внутренний диаметр трубопровода 2 мм (уменьшение остатков и адсорбции)
Повторяемость	При непрерывном многократном (≥5) равномерном отборе проб относительное стандартное отклонение однократного отбора проб составляет менее 2%
Время отклика	Задержка между входом сигнала и началом отбора проб, вызванных событием, составляет 10 секунд (в экстренных случаях требуется больше времени)

(i) Основные функциональные требования

Разнообразие моделей отбора проб

временная выборка:: Сбор проб воды фиксированного объема с заданным интервалом времени (например, каждый час, каждый день) (однократный отбор проб обычно составляет от 5 до 500 мл, может регулироваться);

Выборка пропорционального расхода:: Сбор проб воды пропорционально расходомерным сигналам (например, электромагнитным расходомерам, ультразвуковым расходомерам) (например, 10 мл на каждые 10 м³ увеличения расхода) для динамического мониторинга устья сточных вод;

равновременная смешанная выборка:: сбор и смешивание нескольких проб воды в течение установленного периода времени (например, в течение 24 часов) (например, 1 пробы каждые 1 час, в результате чего образуется 1 24 - часовой комбинированный образец);

Отбор проб, вызванный событиями:: реагирование на внешние сигналы (например, сигналы сигнализации о превышении стандарта, сигналы датчика изменения качества воды) немедленный сбор проб воды для аварийного мониторинга аварий с загрязнением;

Отбор проб с дистанционным управлением:: Поддерживает получение удаленных команд через беспроводную связь (например, 4G / 5G, NB - IoT) или проводные сети (например, выдачу команд отбора проб на платформах природоохранных ведомств).

Сохранение и предварительная обработка проб воды

Холодильная функция:: Встроенный компрессор или полупроводниковый холодильный модуль, который контролирует температуру хранения проб воды от 2 до 5°C (некоторые модели до 20°C), задерживает микробиологическую активность и химические реакции;

Добавить консерватор:: Поддержка автоматического добавления фиксаторов (например, соляной кислоты, азотной кислоты, гидроксида натрия и т. Д. для регулировки pH или стабилизации тяжелых металлов / органических веществ), типов консерваторов и программируемых параметров дозировки;

Дизайн защиты от загрязнения:: Бутылки для отбора проб (обычно полиэтиленовые, стеклянные или нержавеющие стальные материалы) герметизируются герметичными крышками или инертными материалами, чтобы избежать смешивания внешних примесей; Некоторые модели оснащены функцией автоматической очистки (промывка трубопроводов чистой водой до и после отбора проб).

Интеллектуальное управление и управление данными

Параметры программирования:: Настройка параметров отбора проб (время, объем, режим и т. Д.) с помощью программного обеспечения сенсорного экрана или верхней машины для поддержки многогруппового переключения предустановленных программ;

Хранение и передача данных:: Регистрация времени отбора проб, объема, режима, информации о неисправностях и других журналов (емкость памяти ≥10 000 штук), которые могут быть загружены на платформу мониторинга через RS - 232 / 485, Ethernet или беспроводную связь;

Предупреждение о неисправностях:: При возникновении дефицита воды, засоренности трубопровода, неисправности холодильного оборудования, аномалии электропитания и т.д., с помощью звуковой и световой сигнализации или удаленных сообщений.

(ii) Требования к показателям эффективности

(3) Требования к экологической адаптации

Диапазон температур:: Температура рабочей среды - 10 ~ 40°C (некоторые наружные модели переносят - 20 ~ 50°C);

Диапазон влажности:: относительная влажность < 90% (без конденсации);

Класс защиты:: Модели наружной установки должны достигать IP65 и выше (защита от пыли и влаги, предотвращение проникновения дождевой воды и пыли);

помехоустойчивостьПоддерживает помехи электрического поля 50 Гц / 100 В / м, помехи магнитного поля 10 В / м и механические колебания (соответствует стандарту электромагнитной совместимости серии GB / T 17626).

(4) Требования к безопасности и надежности

Электрическая безопасность:: Сопротивление заземления 4 Ом, сопротивление изоляции ≥ 100 Ом (для предотвращения риска утечки);

​材料安全性​:: Компоненты, контактирующие с пробами воды (например, трубопроводы, баллоны для отбора проб), должны соответствовать стандартам пищевого или аналитического уровня (чтобы избежать высвобождения проб воды, загрязненных токсичными веществами);

Срок службы:: ключевые компоненты (например, насосы, клапаны, холодильные модули) проектный срок службы ≥3 года, среднее время работы всей машины (MTBF) ≥5000 часов;

Защита от отключенияПоддержка источника бесперебойного питания UPS или встроенной батареи (поддержание холодильного оборудования и хранения данных в течение 72 часов) с автоматическим сохранением текущих параметров и записей отбора проб после отключения.

III. Методы тестирования

Автоматический пробоотборник воды должен бытьСтандартные условия окружающей среды(Температура 20 ± 2 °С, относительная влажность 45% ~ 55%) проводится при проверке функциональности покрытия проекта тестирования, испытании показателей производительности, оценке адаптации к окружающей среде и оценке надежности безопасности следующим образом:

(1) Основные функциональные тесты

Проверка режима выборки

временная выборка:: Установите фиксированный интервал времени (например, каждые 30 минут), запустите пробоотборник и запишите отклонение фактической точки отбора проб от заданного значения (отсчет времени с помощью высокоточного секундомера);

Выборка пропорционального расхода:: Подключение стандартного расходомера (точность ±0,5%), имитирующего различные потоки (например, 5 м³ / ч, 20 м³ / ч), для проверки соответствия отношения объема выборки к потоку заданному значению;

Отбор проб, вызванный событиями:: Включение отбора проб внешним генератором сигналов (например, реле, имитирующее сверхстандартный сигнал) для определения времени задержки от ввода сигнала до начала отбора проб (регистрируется осциллографом или прибором сбора данных).

Функция сохранения проб воды

Холодильный эффект:: Поместить пробоотборник в среду с постоянной температурой, измерять температуру проб воды каждые 10 минут после запуска холодильного оборудования (с помощью прецизионного термометра) до стабилизации температуры на 2 ~ 5 °С (колебание ± 2°С является приемлемым);

Добавление консерватора:: Проверка добавок методом взвешивания или титрования (например, установка добавления 5 мл соляной кислоты, фактическое измерение добавления объёмной ошибки ±2%).

(ii) Обнаружение показателей эффективности

Проверка точности выборки

Непосредственное измерение объема однократного отбора проб с использованием стандартного измерительного цилиндра (точность ± 0,1 мл) или электронных весов (точность ± 0,01 г, плотность воды 1 г / мл), непрерывное взятие проб 10 раз, расчет среднего значения и однократной ошибки (погрешность = ~ однократное значение - среднее значение = / среднее значение × 100%), требующее ±5%;

При равнопропорциональном отборе проб синхронно регистрируется расходомерный сигнал и объем выборки, рассчитывается коэффициент линейной корреляции расхода - выборки (R² ≥ 0999) и погрешность пропорциональности (±2%).

Проверка точности времени

Установите программу отбора проб с фиксированным временем (например, полный отбор проб в час), которая работает непрерывно в течение 24 часов и регистрирует отклонение фактического времени отбора проб от теоретического времени (ошибка = ~ фактическое время - теоретическое время ~ / теоретическое время × 100%), требуя ±1%.

Контроль температуры

В режиме охлаждения датчик температуры (точность ± 0,1°C) размещается рядом с пробоотборником, регистрирует температуру воды каждые 5 минут, непрерывно контролирует в течение 2 часов, вычисляет диапазон температурных колебаний (максимальное - минимальное значение), требуя ±2°C.

Повторяющиеся тесты

Последовательное проведение 10 равномерных отборов проб (например, 50 мл за раз), взвешивание массы каждого образца воды с помощью прецизионных весов, расчет относительного стандартного отклонения (RSD = стандартное отклонение / среднее значение × 100%), требуемое на уровне ниже 2%.

(3) Тест на адаптивность окружающей среды (необязательно, для специальных сценариев)

Высокотемпературные / низкотемпературные испытания:: Поместите пробоотборник в высококриогенный испытательный ящик (например, 10°C или 40°C) и проверьте основные функции (такие как отбор проб, охлаждение, передача данных) через 2 часа после стабилизации;

Проверка влажности:: 48 часов в окружающей среде с влажностью 95% ±3%, чтобы проверить, является ли трубопровод открытым, короткое замыкание схемы;

Вибрационный тест:: Имитация транспортных вибраций (частота 10 - 50 Гц, ускорение 1 - 5 г), проверка целостности структуры пробоотборника и стабильности параметров.

(4) Проверка безопасности и надежности

Электрическая безопасность:: измерение сопротивления изоляции между линией электропередач и корпусом с помощью детектора сопротивления изоляции (≥100 Mомег) и определение сопротивления заземления с помощью детектора сопротивления заземления (4 омега);

Защита от отключения:: искусственное отключение основного источника питания, наблюдение за тем, поддерживает ли холодильный модуль работу (≥72 часа) и отсутствует ли запись отбора проб (проверка путем хранения данных);

​材料安全性​:: Бутылка для отбора проб погружается в чистую воду в течение 24 часов для определения содержания тяжелых металлов (например, свинца, кадмия) и органических веществ (например, ЛОС) в пропитанном растворе (должно быть ниже предельных значений GB / T 14848 - 2017 "Стандарт качества подземных вод").

IV. РЕЗЮМЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Автоматические пробоотборники качества воды являются основным оборудованием системы мониторинга качества воды, технические требования которого вращаются вокруг« Точный отбор проб, надежное сохранение, интеллектуальный контроль, адаптация к окружающей среде»Развертывание, методы тестирования должны быть строго основаны на стандартах, чтобы гарантировать, что оборудование соответствует требованиям соответствия и научным потребностям в практическом применении.

В будущем, с развитием технологий онлайн - мониторинга, автоматические пробоотборники качества воды будут« Многофункциональная интеграция (например, многопараметрическая онлайновая аналитическая связь), миниатюризация (портативный аварийный отбор проб), интеллектуализация (стратегия адаптивного отбора проб ИИ) »Направленная эволюция в сочетании с дальнейшей оптимизацией антизагрязняющих свойств материалов (уменьшение остаточных и адсорбционных помех проб воды) и проектирования с низким энергопотреблением (адаптация к ограничениям электроснабжения в отдаленных районах) обеспечивает более мощную техническую поддержку для точного управления водной средой.

А.:: Фактические испытания и приемка должны проводиться в сочетании с конкретными стандартными версиями (например, последней версией HJ / T 372 или требованиями местного отдела охраны окружающей среды) и параметрами спецификации оборудования.