水质在线监测系统范文第1篇

关键词：传感器；水质监测；ZigBee；GPRS

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）12-0081-03

Design of online water quality monitoring system based on Internet of Things

JIA Gui-lin， LIU Mei-cen， ZENG Bao-guo， CHENG Yuan-dong

（Sichuan Institute of Information Technology， Guangyuan 628017， China）

Abstract： To solve the problems of complex wiring and high cost in traditional water quality monitoring programs， a water quality monitoring system based on Internet of Things is designed to achieve the purpose of the acquisition， transmission and processing of multiple parameters， including dissolved oxygen， PH value， and temperature. The scheme is suitable for remote monitoring， and applicable to monitoring the quality of drinking water and water for the aquaculture industry.

Keywords： sensor； water quality monitoring； ZigBee； GPRS

0 引 言

为了彻底解决传统人工水质监测及DCS、现场总线方式在管理及应用上存在的布线困难、成本高等不足，本文提出了以智能水质传感器、无线传感器网络、专家库数据库为核心的物联网水质在线监测系统。本系统通过分布式动态组网，可实现大范围、24 h不间断的监测，同时通过布设在水源地具有定位功能的无线传感器节点，能够侦测到饮用水源的污染情况，从而提高管理效率、保障供水安全，解决饮用水及养殖业水质在线监测和管理问题。

1 系统结构及工作过程

本系统的组成图如图1所示。系统在水源地布置多个水上节点（水质参数采集节点、远程视频采集节点、水质参数调节节点、ZigBee+GPRS无线网关），然后通过水质参数采集节点实时采集PH值、水温、水位、溶氧量等水质参数，并通过ZigBee Endpoint上传给无线网关的ZigBee Coordinator，再由后者经串口送入GPRS传送到服务器；同时通过IP Camera（网络摄像机）采集水面视频信息，由3G方式送入（移动）服务器。运行于服务器上的信息管理系统将对数据进行统计、分析，并根据饮用水用水管理要求实时预警、告警，自动下发控制指令到GPRS无线网关，然后由ZigBee网络下发指令到水质参数调节节点，启动增氧机或PH值调节设备、水泵等，实时调节用水参数。管理人员则可通过PC、平板电脑或PDA等方式获取实时水质数据，并对设备进行远程控制。

图1 基于物联网的水质在线监测系统的组成

2 硬件电路设计

2.1 水质传感器选型

以养殖用水为例，一般需要对水环境中的PH值、浊度、水位、溶氧量、温度等五项基本参数进行监测[1]。本系统选用北京联创与中国农大开发的、具有测温和温度补偿功能的PH10、TS10、WL10、DO10四类智能传感器来对水的PH值、浊度、水位、溶氧量、温度等五项参数进行监测。四类传感器均可通过RS485总线接收来自外部MCU的控制指令，然后返回测量原始值、温度值、工程值等三个参数，因而可以大大简化感知层的设计工作。

2.2 CC2530节点的接口电路设计

本系统的ZigBee节点选用成都感智信息技术有限公司的CC2530节点，该类节点带有CC2591增益放大模块，最远通讯距离可达1 km。由于CC2530不支持RS485通讯，因而需要设计RS485转3.3 V TTL电路，图2所示就是CC2530无线节点与RS485传感器的接口电路[2]。其中，5.0 V直流电压主要为传感器供电，3.3 V直流电压为CC2530节点供电。通讯接口转换芯片选择MAXIM公司的MAX13487，光耦T1、T2用于CC2530与RS485总线的隔离，R8、R9用于采样电源电压以便服务器端能实时判断节点的供电情况，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等为RS485总线匹配电路。

2.3 增氧机控制电路设计

系统中的增氧机控制电路如图3所示，CC2530节点通过P0.1控制光耦T1，并驱动Q1控制继电器J1，从而控制增氧机电源的通断，达到启动/停止增氧机的目的。

图3 增氧机控制电路

另外，还需要设计系统传输层无线网关，一般的传输层无线网关应当内置有CC2530通信模块、S3C2440控制器、MG323 GPRS通信模块，并设计有存储、电源管理，以及以太网接口[3]。

水质在线监测系统范文第2篇

关键词：供水管网；在线监测系统；浊度仪；余氯仪

中图分类号：U664文献标识码： A

1、前言

按照GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定，水质检测指标为106项，从2012年7月起国家要求各制水企业强制执行该标准生产，并要求管网末梢处水质符合该标准。同时在2011年沈阳水务集团编制完成的《沈阳城市供水发展 “十二五”规划》中，明确提出水质达到的目标――建立本市的全方位的水质在线监测点，提高供水安全保证率，水质综合合格率达到99%。因此从现实出发，为确保实现供水完全符合国标要求，将建立水质在线监测系统。再者由于水质在线监测设备的成熟化及价格的下降，使企业监测成本得到改善，建立水质监测系统成为可能。

2、沈阳市T区供水管网及水质在线监测概况

沈阳市市区分为八个自然行政区， T区位于沈阳市的西部，到2010年底人口统计85万，供水面积484km2，供水水源为7个。经统计水质离线监测点29处，见图1该区拓扑图。是所有供水区中离线监测点最多的区。

水质在线监测系统的建设是一个循序渐进的系统工程，根据水质在线监测点选取的原则，结合沈阳市现有离线监测点位置的实际情况，又经现场查勘，故将T区作为本次水质在线监测点建设的第一试点区域。对现有的29处离线监测点中选取在线监测点的好处是：原离线点的选择也是积于经验积累，避免了选址上的盲目。

图1T区离线水质监测点拓扑图

3、水质在线监测系统的建立

一个完善的供水水质监测系统，包括水源、水厂水质监测系统，同时还应当包括一套完善的管网水质监测系统[1]。目前本企业已建立了水源与水厂的水质监测系统，对于管网的水质监测系统还是空白，本文就是对本企业供水管网水质在线监测系统提出总体设计方案，并实施。而管网水质监测的关键在于要在何处设置水质在线监测仪器，本文在对现有水质监测点布置方法总结的基础上，结合现有离线水质监测地址，优选出在线水质监测点位置，为下一步在全市范围内全面展开管网水质监测点建设提供参考。

供水管网水质在线监测系统主要包括硬件和软件两部分。本文主要讨论沈阳市管网水质在线监测系统的总体设计，即主要涉及相关的硬件设备（如监测仪表、传输设施、接收设施、计算机终端），软件系统主要是指与硬件设备相配套的管网水质管理信息系统以及管网水质模型。相关的软件系统将不再此讨论。

建立管网水质在线监测系统，需要分阶段、分步骤地进行，如监测点的选取、仪表的选取、监测方法的确定、监测参数的选择及原则，以及数据传输与数据处理等将按照水质在线监测系统方案于2014年逐步进行。

3.1 水质在线监测系统概述

水质在线监测系统是由计算机、通讯、控制、传感器“3C+S”（Computer、Communication、Control、Sensor）相结合，发挥综合功效，具有国际先进监控与数据采集技术，以计算机为辅助手段，进行水质监控、数据采集和数据传输。包括以下四个方面：

（1）计算机（Computer）技术

（2）通讯（Communication）技术

（3）控制（Control）技术

（4）传感（Sensor）技术

3.2 水质在线监测系统的功能

水质在线监测系统应该具备以下功能：

采集的功能；传输的功能；显示及分析的功能；显示历史数据、查询、检索、存储、及分析功能；远程网络查询；显示报表及打印；报警及预测预报功能。

3.3 沈阳市T区在线水质监测项目的确定

根据CJ／T 206―2005《城市供水水质标准》的相关规定：管网水质检测必须测定浑浊度、色度、臭和味、余氯、细菌总数、总大肠菌群、CODMn(管网末梢点)这七项指标。又根据《生活饮用水标准检验方法》GB5750―2006中规定：在这七项指标中色度、臭和味是通过人的感觉器官来完成的；细菌总数、总大肠菌群、CODMn是在化验室来完成的，不适合于现场测定；而其它两个监控指标浑浊度、余氯是可以由仪器在现场完成的。

浑浊就是水的澄清度，是评判水质的必要指标，是监测水质的重要的指标，根据浑浊度值直接可以判断供水管网水质是否受到了污染，通常浊度变高，一是微生物、细菌、病原菌入侵，二是无机物或有机物或两者的侵入，三是由于爆管造成水质的突然恶化，也会使浊度急剧升高。曾有人做过浊度对水质影响试验[2]，当浊度降至0.1NTU时，绝大多数有机物被去除，致病微生物也几乎无，有机物的降低，使有机卤代烃这种有毒物质产生的几率降低。这也是西方发达国家把浊度降至0.1NTU甚至接近0的原因。

余氯是国标中规定的检测指标之一。由水厂生产出的合格水在庞大、管材不一的输配水管网输送过程中水质会逐渐下降，在输配水过程中保持一定的余氯，可避免水体的再污染和微生物等的繁殖，确保用户端合格水质。同时水中的余氯量要有一个“度”，过多的余氯量一是造成资源浪费，成本增加；二是在管网中会与有机物发生化学反应，产生“三致”物质，对人体有害；三是由于氯是强氧化剂，过多时会与输水管道反应，腐蚀管道。因此，把测定余氯值作为管网在线监测另一个指标。

如今，还有一些制水企业在管网中监测电导率、PH值、温度等[3]，相较于浊度和余氯这两个监测指标，无论从监测效果与投入成本比较，都无浊度与余氯其对水质的监测更好。

3.4 沈阳市T区供水管网水质在线监测点选址

安装水质在线监测仪器可做到实时监测水质，预测水质变化规律，判断是否需要调整制水工艺。而选取能全面、真实、准确的反映大部分管网内水的质量的监测点是建立在线监测系统的关键与核心。根据沈阳市“十二五”供水发展规划，泵站水质综合管理达标率≥95%，其中包括：泵站水质监测率100%，未发生水质事件100%。今后沈阳水司将陆续上马在线监测设备，主要是余氯检测仪和浊度检测仪。主要安装在水源、二次加压泵站、管网节点等。

从技术和经济的角度考虑，在管网中选择合理的水质监测点，能满足下列要求[4-6]：

（1）以最少的水质在线监测设备投入，而了解整个管网尽可能多的水质信息；

（2）在已知水质监测点数量的前提下，最能代表整个输配水系统供水量的；

（3）供水管网中每个节点都有可能成为潜在的的水质突变污染源，当污染事故发生时，所选的这组监测点集合必须能在最短的时间内捕捉到这一变化；

（4）从污染事件发生到监测到这一污染事件，受到污染的供水量最少的这样的布点。

还有必要处设监测点。在本市管网中，存在一定数量的上个世纪五、六十年代铺设的石棉水泥管、解放前铺设的预应力钢筋混凝土管等。这些管道，一是铺设时间长，管道老化严重；二是内壁没有防腐，管道腐蚀严重。这些管道分布在全市范围内，尤其是老城区比较多，对下游的水质产生恶化影响，水质下降明显，还会增加输水成本。由于本企业资金紧张，要想彻底改造更换管网，不是三、五年内能够做到的事，因此有必要设置水质在线监测点，可选取特别严重的几处管段进行监测，又可为今后研究管材对水质影响提供技术数据。

从以上分析可见，选址主要还是根据经验、实际现场进行监测点的选择。

3.5、沈阳市供水管网水质在线监测仪器的选择

在线仪器的选择要根据企业的发展规划和现场实际状况，比较同行业中使用的同类产品的优缺点，所选择的仪器在未来几十年应该是最先进的、不落伍的。

1、在线浊度仪的比选

本企业选择的是哈希的1720系列在线浊度仪。它是目前国内绝大多数已经建设的管网水质在线监测系统中普遍使用的产品。同时，从仪表的性价比、售后的维修来说，哈希都是最佳的选择。

2、在线余氯仪的比选

由于美国HACH公司是一家生产水质监测仪器的专业厂家，产品具有测量精确、运行可靠、操作简单、低维护量、结构紧凑等特点。其在线化学分析过程更方便、更迅捷、更可靠，本市还有其办事处，为维护与安装提供了便捷条件，同时性价比合理，故本企业在线监测余氯仪全部采用该产品。见图3所示。

图3HACH1720E型浊度仪与HACH CL17余氯仪

3.6 在线监测系统数据传输手段的选择

综合考虑水质监测设置处的现场条件、运行成本及管理方便等诸多因素，本文对2种数据传输通讯手段进行分析与比较。

在供水监测系统建设中，对管网监测数据的传输方式可分为有线和无线两种。

无线通讯方式又分为：电信CDPD（Cellular Digital Packet Data星空数字分组数据）传输，移动GPRS（General Packet Radio Service通用无线分组业务）或联通CDMAIX(Code Division Multiple Access多码分址――数字技术分支)传输、超短波传输、移动（或联通）短信传输、光纤传输、3G、4G等。一般地讲，3G、4G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

无线通讯网络灵活、经济，成本低、应用越来越广泛，智能化、自动化越来越程度高，因此成为最主要和有效的数据传输方式。

由于本企业现有的泵站远程动态监控系统的传输方式为GPRS通讯传输方式，故本水质监测系统将利用现有网络进行实时传输数据，以实现资源的共享，同时降低了成本。

3.7 在线监测仪表的管理与日常维护

（1）建立与健全一系列严格的水质管理规章制度，包括水质监测操作规程，水质检验项目及频率、水质上报制度，水质监测质量控制制度、各组织职责等。

（2）健全组织机构，明确岗位职责，对制定水质监测计划及保证实施的措施，保证样品质量，标准分析及方法完整、准确。

（3）监测人员具有良好的技能，人员进行专业培训，持证上岗；同时注重技术人员的继续教育与专业人员的技术培训。

（4）记录监测数据，对远传通讯设备进行每日跟踪，由中心控制服务终端建立数据库，对水质数据进行处理。

（5）定期校核仪器测量精度，按照测试试液使用频度定期更换。

（6）对分析数据进行正确处理、校对、审查并形成分析报告，建立分析报告审核制度、保密制度。

（7）建立仪器报警申报制度，及时上报有关部门和人员，对水质当时状况进行取样，留作备查。

4、结论

本文对沈阳市T区水质在线监测系统的建立方案进行了阐述。作为制水企业水质在线监测系统的建立，可以满足用户对水质安全性的要求，为水质安全提供了技术上的保证，是避免发生大规模水质事故和日常水质监控的有力保障。

参考文献

[1]郭姣, 刘遂庆等. 供水管网水质监测点布置方法研究与应用. 给水排水， 2007，vol.33 No.8：115

[2]Robert-Nicoud, Y Raphael, B.Smith, I.F.C. Configuration of Mersurement Systems Using Shannon’s Entropy Function. Computers and Structures,2005,83：599-612

[3]Saskia K Van Bergen, Irina B Bakaltcheva, Jeffrey S Lundgren, et al. Environ Sci Technol, 2000,34(4):704-706

[4]陈立. 中国小城镇供水安全技术指南. 中国建筑工业出版社，2012，8：402～404

水质在线监测系统范文第3篇

通过在线监测仪器测出的都是即时数据，方便简洁的保存了正确真实的数据，只要通过GPRS远程传输实时数据就可以把数据传输到主要管理部门，速度极快，使得我们监测水质的管理力度大大的提高，对于我们监测部门来说是一个很好的音讯。此仪器每五分钟采样一次，每两个月我们对在线监测仪器进行校对。

下面我将对在线监测仪器的使用情况进行主要介绍。

水质在线监测系统包括以下几个部分，如监测站房，采样系统，预处理系统，在线自动分析仪表系统，控制和管理系统，通讯系统及远程监控管理系统等。

我们的监测站房建在离水池很近的，给水，给电以及通讯和各种安全措施都齐全的的地方。在监测站房中我们对房内进行了很好的规划，不同的地方具有不同的功能，放着不同功能的设施，有效有序的分化管理。

我们的采样装置具有各种形式的方式，如竖桩井式，吊桥式，浮筒式等。采样水泵，采样浮筏和粗隔离栅，水样分配单元，压力流量监以及采水管道等诗采样系统的组成部分。在采水采样的过程中我们时刻注意着样水的可靠性和样水的用量以及水温对仪器的影响和干扰，确保测量对的准确性。

水样预处理系统主要包括二级水样处理措施，首先是通过粗过滤把各种大颗粒物质过滤出水外以避免伤害仪器，然后高效低维护过滤器再次过滤。同时此水样预处理系统具有气水还会和清洗的功能。

在线监测的系统的核心部件就是在线自动分析仪器。数据自动储存，自动量程转换，遥控，标准输出接口和数字显示，自动清洗，状态自检以及报警等都是在线自动分析仪器的功能，它还具有自动标定校正的功能。

控制和管理系统既可以数据采集又可以进行反馈控制，其实整个系统的控制中心。它对系统参量进行着实时的监控，同时又运用程序和上层软件以及数据库数据的控制来进行多种数据分析的数据采集。有了控制和管理系统可以实时的掌握分析仪表的状态又可以进行远程控制。

通讯系统则是实现了实时在线监测、监控和网络化管理。数据监控管理中心则实时的记录。实行表格的详细时间记录，以及做出相应的数据曲线来进行分析和估评。

水质在线监测系统范文第4篇

一、水产养殖水质环境无线监测的意义

监测饲养鱼类生活水质的情况，从而使用有效的措施改善水质，保证水产品质量安全，实现安全生产的目的。WSN（无线传感器网络）具有人工自动智能化程度高、信息时效性强、所覆盖区域很宽广、能完成多路传感器数据一起采集、扩展性好等特点，将其用于水质环境监测相关领域有着很广泛的应用前景。当前，我国及国外均已开展了WSN在水质监测方面的相关应用探究。我国专家所带领的团队设计了基于WSN的海洋环境监测系统，已具备海洋生态环境监测等功能；基于ZigbeeWSN与互联网Internet结合的远程实时水质监测相关工程型系统，实现了水质监测相关数据的获取及疏导。可是上述监测系统很多使用水质自动监测仪进行监测，此仪器是根据测量电极、变送器设备以及显示等功能性设备组成的一体化装配硬件，它个头大、价格高，且需要时常供电，无法应用于大范围水域进行监测等缺点。下文根据水体的T、pH和溶解氧浓度为监测对象，设计了一套基于WSN的水产养殖水质监测系统。在调理电路相关的同时，无需供电，实现了监测过程整体所设想的无线化。这套系统使用起来不僵硬，能对大范围养殖领域实现水质环境相关数据的实时获取、无线传输和远程监测等技术手段。

二、局域语言编程系统整体设计

本文所提到的局域语言编程系统主要由多相关数据养殖水资源质量Sensor（传感器）、数模变送局部模型、WSN、GPRS发送单位、数据及时分析查询以及短信预警局域语言编程系统等几个部分组成。基于网络的智能化养殖水资源质量相关数据及时监管测试预警局域语言编程系统，不仅可以对养殖水资源质量环境相关数据开展及时监管测试，还可以对监管测试相关数据开展数据融合，并建立养殖水资源质量相关数据的历史综合大数据，从而为科学养殖提供基础可靠数据。

三、局域语言编程系统主要功能

本文局域语言编程系统的主要功能是及时监管测试养殖水体的养殖水资源质量环境变化，并通过无线通信技术将监管测试数据传输到监管测试中心，以实现数据持续记录、分析处理并及时预警的目标，实现对水体环境非正常情况的及时预警，并在第一时间提醒相关人员使用必要的调节措施。1.养殖水资源质量监管测试局域语言编程系统使用相关数据养殖水资源质量Sensor（传感器），可及时监管测试养殖水体的T、pH值、溶氧量等相关数据。2.监管测试局域语言编程系统持续二十四小时不断自动监管测试各种各样的养殖水资源质量相关数据，并自动发送到大数据接收器，与此同时记录并做相关方向的分析。3.数据接收器获取各监管测试相关收集点数据，相关接收者可随时通过个人电脑操控客户端软件，及时调取查看检测数据或开展辅助分析相关工作。4.数据分析局域语言编程系统可通过图表形式显示检测数据，提供比较直观具体的养殖水资源质量环境变化趋势。同时，能及时保存所获取的数据信息，并建立大容量的“养殖水资源质量环境历史大数据”，为水产养殖相关探究与生产提供了可靠依据。

四、无线Sensor（传感器）网络节点硬件设计

无线Sensor（传感器）网络节点包括Sensor（传感器）节点、路由节点以及相关数据融合节点，路由节点由Sensor（传感器）节点充当，聚节点要与监管测试中心计算机连接，在硬件上，只减少Sensor（传感器）局部模型以及增加非并行通信局部模型，其他局部模型设计与Sensor（传感器）节点基上述一样。

五、硬件组成Sensor（传感器）节点

主要由Sensor（传感器）局部模型、处理器局部模型、无线通信局部模型以及电源局部模型组成。Sensor（传感器）局部模型包括养殖水资源质量Sensor（传感器）以及信号调整电路，构成Sensor（传感器）板。处理器局部模型、无线通信局部模型以及电源局部模型构成主控板。节点的硬件结构，节点实物与电路封装。

六、管理局域语言编程系统的实现

水质在线监测系统范文第5篇

关键词：水质自动监测，技术关键，分析仪器，可靠性

 

1、前言

实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。

2、水质自动监测技术

2.1水质自动监测系统的构成

在水质自动监测系统网络中，中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式产现对相关子站的实时监视和数据传输或能。

每个子站是一个独立完整的水质自动监测系统，一般由6个主要子系统构成，包括：采样系统、预处理系统、监测仪器系统、PLC控制系统、数据采集、处理与传输子系统及远程数据管理中心、监测站房。目前，水质自动监测系统中的子站的构成方式大致有三种：

（1）由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪（如：YS1公司和HYDROLAB公司的常规五参数分析仪）组成的子站（多台组合可用于测量不同水深的水质）。其特点是仪器可直接放于水中测量，系统构成灵活方便。

（2）固定式子站：为较传统的系统组成方式。其特点是监测项目的选择范围宽。

（3）流动式子站：一种为固定式子站仪器设备全部装于一辆拖车（监测小屋）上，可根据需要迁移场所，也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较高。。

各单元通过水样输送管路系统、信号传输系统、压缩空气输送管路系统、纯水输送管路系统实现相互联系。

一个可靠性很高的水质自动监测系统，必须同时具备4个要素：

（1） 高质量的系统设备；

（2） 完备的系统设计；

（3） 严格的施工管理；

（4） 负责的运行管理。。

2.2水质自动监测的技术关键

2.2.1采水单元

包括水泵、管路、供电及安装结构部分。在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施，能够自动连续地与整个系统同步工作，向系统提供可靠、有效水样。

2.2.2配水单元

包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。配水单元直接向自动监测仪器供水，具有在线除泥沙和在线过滤，手动和自动管道反冲洗和除藻装置；其水质、水压和水量应满足自动监测仪器的需要。

2.2.3分析单元

由一系列水质自动分析和测量仪器组成，包括：水温、PH、溶解氧（DO）、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流量/流向计及自动采样器等组成。各主要在线自动分析仪器的发展现状将地第3节详述。

2.2.4控制单元

包括：

（1） 系统控制柜和系统控制软件；

（2） 数据采集、处理与存储及其应用软件；

（3） 线通讯和卫星通讯设备。

2.2.5子站站房及配套设施

包括：（1）站房主体； （2）配套设施

3、在线自动分析仪器的发展

3.1概述

水质自动监测仪器仍在发展之中，欧、美、日本、澳大利亚等国均有一些专业厂商生产。目前，经较成熟的常规项目有：水温、PH、溶解氧（DO）、电导率、浊度、氧化还原电位（ORP）、流速和水位等。常用的监测项目有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷。其他还有：氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素、金属离子（如六价铬）等。

目前的自动分析仪一般具有如下功能：自动量程转换，遥控、标准输出接口和数字显示，自动清洗（在清洗时具有数据锁定功能）、状态自检和报警功能（如：液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部温度过高、试剂用尺、高/低浓度、断电等），干运转和断电保护，来电自动恢复，COD、氨氮、TOC、总磷、总氮等仪器具有自动标定校正功能。

3.2常规五参数分析仪

常规五参数分析仪经常采用流通式多传感器测量池结构，无零点漂移，无需基线校正，具有一体化生物清洗及压缩空气清洗装置。如：英国ABB公司生产的EIL7976型多参数分析仪、法国Polymetron公司生产的常规五参数分析仪、澳大利亚GREENSPAN公司生产的Aqualab型多参数分析仪（包括常规五参数、氨氮、磷酸盐）。另一种类型（“4+1”型）常规五参数自动分析仪的代表是法国SERES公司生产的MP2000型多参数在线水质分析仪，其特点是仪器结构紧凑。

常规五参数的测量原理分别为：　水温为温度传感器法（PlatinumRTD）、PH为玻璃或锑电极法、DO为金-银膜电极法（Galvanic）、电导率为电极法（交流阻抗法）、浊度为光学法（透射原理或红外散射原理）。

3.3化学需氧量（COD）分析仪

COD在线自动分析仪的主要技术原理有六种：

（1） 重铬酸钾消解-光度测量法；

（2） 重铬酸钾消解-库仑滴定法；

（3） 重铬酸钾消解-氧化还原滴定法；

（4） UV计（254nm）；

（5） 氢氧基及臭氧（混和氧化剂）氧化-电化学测量法；

（6） 臭氧氧化-电化学测量法。

从原理上讲，方法（3）更接近国标方法，方法（2）也是推荐的统一方法。方法（1）在快速COD测定仪器上已经采用。方法（5）和方法（6）虽然不属于国标或推荐方法，但鉴于其所具有的运行可等特点，在实际应用中，只需将其分析结果与国标方法进行比对试验并进行适当的校正后，即可予以认可。但方法（4）用于表片水质COD，虽然在日本已得到较广泛的应用，但欧美各国尚未应用（未得到行政主客部门的认可），在我国尚需开展相关的研究。

从分析性能上讲，在线COD仪的测量范围一般在10（或30）~2000mg/l，因此，目前的在线COD仪仅能满足污染源在线自动监测的需要，难以应用于地表水的自动监测。另外，与采用电化学原理的仪器相比，采用消解-氧化还原滴定法、消解-光度法的仪器的分周期一般更长一些（10min~2h），前者一般为2~8min.

从仪器结构上讲，采用电化学原理或UV计的在线COD仪的一般比采用消解-氧化还原滴定法、消解-光度法的仪器结构简单，并且由于前者的进样及试剂加入系统简便（泵、管更少），所以不仅在操作上更方便，而且其运行可*性也更好。

从维护的难易程度上讲，由于消解-氧化还原滴定法、消解-光度法所采用的试剂种类较多，泵管系统较复杂，因此在试剂的更换以及泵管的更换维护方面较烦琐，维护周期比采用电化学原理的仪器要短，维护工作量大。

从对环境的影响方面讲，重铬酸钾消解-氧化还原滴定法（或光度法、或库仑滴定法）均有铬、汞的二次污染问题，废液需要特别的处理。而UV计法和电化学法（不包括库仑滴定法）则不存在此类问题。

3.4高锰酸盐指数分析仪

高锰酸盐指数在线自动分析仪的主要技术原理有三种：

（1） 高锰酸盐氧化-化学测量法；

（2） 高锰酸盐氧化-电流/电位滴定法；

（3） UV计法（与在线COD仪类似）。

从原理上讲，方法（1）和方法（2）并无本质的区别（只是终点指示方式的差异而已），在欧美和日本等国是法定方法，与我国的标准方法也是一致的。将方法（3）用于表征水质高锰酸盐指数的方法，在日本已得到较广泛的应用，但在我国尚未推广应用，也未得到行政主客部门的认可。

从分析性能上讲，目前的高锰酸盐指数在线自动分析仪已能够满足地表水在线自动监测的需要。另外，与彩和化学方法的仪器相比，采用氧化还原滴定法的仪器的分析周期一般更长一些（2h），前者一般为15~60min.

从仪器结构上讲，两种仪器的结构均比较复杂。

3.5总有机碳（TOC）分析仪

TOC自动分析仪在欧美、日本和澳大利亚等国的应用较广泛，其主要技术原理有四种：

（1）（催化）燃烧氧化-非分散红外光度法（NDIR法）；

（2）UV催化-过硫酸盐氧化-NDIR法；

（3）UV-过硫酸盐氧化-离子选择电极法（ISE）法；

（4） 加热-过硫酸盐氧化-NDIR法；

（5） UV-TOC分析计法。

从原理上讲，方示（1）更接近国标方法，但方法（2）~方法（4）在欧美等国也是法定方法。将方法（5）用于表征水质TOC，虽然在日本已得到较广泛的应用，但在欧美各国尚未得到行政主管部门的认可。

从分析性能上讲，目前的在线TOC仪完全能够满足污染源在线自动监测的需要，并且由于其检测限较低，应用于地表水的自动监测也是可行的。另外，在线TOC仪的分析周期一般较短（3~10min）。

从仪器结构上讲，除了增加无机碳去除单元外，各类在线TOC仪的结构一般比在线COD仪简单一些。

3.6氨氮和总氮分析仪

氨氮在线自动分析仪的技术原理主要有三种：

（1） 氨气敏电极电位法（PH电极法）；

（2） 分光光度法；

（3） 傅立叶变换光谱法。在线氨氮仪等需要连续和间断测量方式，在经过在线过滤装置后，水样测定值相对偏差较大。

总氮在线自动分仪的主要技术原理有两种：

（1） 过硫酸盐消解-光度法；

（2） 密闭燃烧氧化-化学发光分析法。

3.7磷酸盐和总磷分析仪

（反应性）磷酸盐自动分析仪主要的技术原理为光度法。总磷在线自动分析仪的主要技术原理有：

（1） 过硫酸盐消解-光度法；

（2） 紫外线照射-钼催化加热消解，FLA-光度法。

从原理上讲，过硫酸盐消解-光度法是在线总氮和总磷仪的主选方法，也是各国的法定方法。基于密闭燃烧氧化-化学发光分析法的在线总氮仪以及基于紫外线照射-钼催化加热消解，FIA-光度法的在线总磷仪主要局限于日本。前者是日本工业规格协会（JIS）认可的方法之一。

从分析性能上讲，目前的在线总氮、总磷仪已能满足污染源和地表水自动监测的需要，但灵敏度尚难以满足评价一类、二类地表水（标准值分别为0.04mg/l和0.02mg/l）水质的需要。。另外，采用化学发光法、FIA-光度法的仪器的分析周期一般更短一些（10~30min），前者一般为30~60min.

从仪器结构上讲，采用化不发光法或FIA-光度法的在线总氮、总磷仪的结构更简单一些。

3.8其他在线分析仪器

TOD自动分析仪：技术原理一般为燃烧氧化-电极法。

油类自动分析仪：技术原理一般为荧光光度法。

酚类自动分析仪：技术原理一般为比色法。

UV自动分析仪：技术原理为比色法（254nm）。具有简单、快捷、价格低的特点。不适于地表水的自动在线监测，国外一般是用于污染源的自动监测，并经常经换算表示成COD、TOC值。应用的前提条件是水质较稳定，在UV吸收信号与COD或TOC值之间有较确定的线性相关关系。

硝酸盐和氰化物自动分析仪：技术原理主要有：

（1） 离子选择电极法；

（2） 光度法。

氟化物和氯化物自动分析仪：技术原理一般为离子选择电极法。

主要参考文献：

1、李国刚，“化学需氧量（CODcr）水质在线自动监测仪”认定技术条件的诠释，《中国环保产业》第1～2期 NO.1.2 2002 总第42.43期

2、武万峰 徐立中徐鸿，水质自动监测技术综述，《水利水文自动化》2004年 第1期

3、王玉华 赵学民 周怀东， 水质自动监测技术及其应用分析，《水文》2004年 第3期