本實(shí)用新型屬于水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種監(jiān)測設(shè)備，具體地說，涉及一種實(shí)現(xiàn)黑臭水體評(píng)價(jià)指標(biāo)的在線一體化自動(dòng)監(jiān)測儀。

背景技術(shù)：

近年來，我國城市水體污染日益嚴(yán)重，城市水體黑臭化，不僅影響城市形象，還嚴(yán)重?fù)p害了城市居民的居住環(huán)境。國家已全面開展城市黑臭水體的整治工作，在城市黑臭水體的整治過程中，需要對(duì)城市黑臭水體的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行檢測，并根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)黑臭水體的污染程度進(jìn)行分級(jí)，合理安排城市黑臭水體的整治。

城市黑臭水體的分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括透明度、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)和氨氮(NH₃-N)。目前，對(duì)城市黑臭水體評(píng)價(jià)指標(biāo)的檢測因評(píng)價(jià)指標(biāo)的不同采用的方法種類不同，其中，透明度的檢測一般采用黑色盤法和鉛字法，溶解氧的檢測采用電化學(xué)法，氧化還原電位的檢測采用電極法，氨氮的檢測采用納氏試劑光度法或楊酸-次氯酸鹽光度法。采用上述方法研制的檢測儀器大多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，以人工操作為主，受檢驗(yàn)人員的主觀影響較大，操作相對(duì)復(fù)雜，準(zhǔn)確度不高，檢測結(jié)果誤差較大，不能實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測?，F(xiàn)階段城市黑臭水體監(jiān)測儀主要實(shí)現(xiàn)單個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的檢測，一臺(tái)儀器只能檢測一個(gè)參數(shù)，檢測指標(biāo)比較單一，無法實(shí)現(xiàn)多個(gè)城市黑臭水體評(píng)價(jià)指標(biāo)的同時(shí)檢測，無法滿足多參數(shù)在線自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測的要求，對(duì)城市黑臭水體的檢測不夠準(zhǔn)確，不能有效實(shí)現(xiàn)城市黑臭水體的整治。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的儀器操作復(fù)雜、檢測精度低等上述問題，提供了一種城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀，該自動(dòng)監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、檢測精度高，并且可同時(shí)檢測多個(gè)城市黑臭水體評(píng)價(jià)指標(biāo)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀，包括試劑盤、控制裝置、用于氨氮檢測的氨氮檢測裝置、用于氧化還原電位和溶解氧檢測的氧化還原電位和溶解氧檢測裝置以及用于透明度檢測的透明度檢測裝置；

所述控制裝置包括PLC控制單元和與PLC控制單元電連接的信號(hào)采集處理單元；

所述氨氮檢測裝置包括多通道電磁閥單元、計(jì)量單元和檢測單元，多通道電磁閥單元的輸出總管依次連接計(jì)量單元的液位計(jì)量計(jì)和檢測單元，所述多通道電磁閥單元的分管與試劑盤相連，計(jì)量單元的液位計(jì)量計(jì)與檢測單元的光度計(jì)均與所述信號(hào)采集處理單元電連接；

所述氧化還原電位和溶解氧檢測裝置設(shè)有用于檢測氧化還原電位的ORP電極傳感器和用于檢測溶解氧的DO電極傳感器，所述ORP電極傳感器和DO電極傳感器均與所述信號(hào)采集處理單元電連接；

所述透明度檢測裝置設(shè)有液位傳感器和攝像頭，所述液位傳感器和攝像頭均與所述信號(hào)采集處理單元電連接。

優(yōu)選的，所述計(jì)量單元包括液位計(jì)量計(jì)、與液位計(jì)量計(jì)連接的蠕動(dòng)泵和與蠕動(dòng)泵連接的步進(jìn)電機(jī)。

優(yōu)選的，所述檢測單元包括氨氮比色反應(yīng)容器和用于進(jìn)行比色檢測的光度計(jì)，所述光度計(jì)放置于氨氮比色反應(yīng)容器中。

優(yōu)選的，所述多通道電磁閥單元中的多通道電磁閥為八連通電磁閥。

優(yōu)選的，所述試劑盤中盛放有分別與所述八連通電磁閥的分管相連的廢液、樣品、蒸餾水、清洗劑、零點(diǎn)校正液、掩蔽劑和顯色劑。

優(yōu)選的，所述氧化還原電位和溶解氧檢測裝置包括容器本體，容器本體的下部設(shè)有出水口，上部設(shè)有溢流管，所述ORP電極傳感器和DO電極傳感器均設(shè)于容器本體內(nèi)。

優(yōu)選的，所述透明度檢測裝置包括設(shè)有進(jìn)水口的容器本體，容器本體內(nèi)設(shè)有由透明材料制作而成的測試桶、位于測試桶一側(cè)的液位傳感器以及位于測試桶底部下方的識(shí)別標(biāo)志，測試桶的頂部設(shè)有攝像頭。

進(jìn)一步的，所述氧化還原電位和溶解氧檢測裝置的容器本體與所述透明度檢測裝置的容器本體之間通過擋板連接為一體，且兩者之間通過設(shè)于擋板上的溢流口連通。

進(jìn)一步的，所述透明度檢測裝置的容器本體的底部設(shè)有泄流閥。

進(jìn)一步的，所述自動(dòng)監(jiān)測儀還包括殼體，殼體內(nèi)部設(shè)有上、中、下三層容置腔，所述PLC控制單元位于上層容置腔內(nèi)，所述信號(hào)采集處理單元和氨氮檢測裝置位于中層容置腔內(nèi)，所述試劑盤、氧化還原電位和溶解氧檢測裝置以及透明度檢測裝置位于下層容置腔，且試劑盤位于最底部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

(1)本實(shí)用新型自動(dòng)監(jiān)測儀設(shè)有氨氮檢測裝置、氧化還原電位和溶解氧檢測裝置以及透明度檢測裝置，其中，氨氮檢測裝置用于氨氮的檢測，氧化還原電位和溶解氧檢測裝置用于氧化還原電位和溶解氧的檢測，透明度檢測裝置用于透明度的檢測，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀器同時(shí)在線實(shí)時(shí)檢測多個(gè)參數(shù)，能夠滿足城市黑臭水體整治工作指南對(duì)氨氮、氧化還原電位、溶解氧、透明度指標(biāo)的評(píng)價(jià)要求。

(2)本實(shí)用新型自動(dòng)監(jiān)測儀檢測多個(gè)參數(shù)時(shí)，氨氮檢測裝置自動(dòng)進(jìn)行待測水體與試劑的反應(yīng)，通過反應(yīng)的顏色變化，結(jié)合光度檢測，對(duì)待測水體進(jìn)行氨氮因子的檢測，氧化還原電位和溶解氧檢測裝置通過電極法和電化學(xué)法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)待測水體氧化還原電位和溶解氧因子的檢測，透明度檢測裝置通過視頻模型和圖像識(shí)別方法，并結(jié)合液位傳感器，評(píng)價(jià)待測水體透明度因子，整個(gè)操作流程簡單，自動(dòng)化程度高，測量時(shí)間短、準(zhǔn)確度高，成本低。

(3)本實(shí)用新型儲(chǔ)備液與多通道電磁閥相連，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)種類進(jìn)行試劑選擇，進(jìn)一步提高使用靈活性。

(4)本實(shí)用新型將試劑盤、控制裝置、氨氮檢測裝置、氧化還原電位和溶解氧檢測裝置以及透明度檢測裝置集中安裝于一個(gè)殼體內(nèi)，進(jìn)一步節(jié)省操作空間。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2為本實(shí)用新型城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖3為本實(shí)用新型城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀中氧化還原電位和溶解氧檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀中透明度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

1、殼體，2、試劑盤，31、PLC控制單元，32、信號(hào)采集處理單元，41、多通道電磁閥單元，42、液位計(jì)量計(jì)，43、光度計(jì),44、蠕動(dòng)泵，45、步進(jìn)電機(jī)，46、氨氮比色反應(yīng)容器，51、ORP電極傳感器，52、DO電極傳感器，53、第一容器本體，54、出水口，55、溢流口，61、液位傳感器，62、攝像頭，63、進(jìn)水口，64、第二容器本體,65、測試桶，66、識(shí)別標(biāo)志，67、泄流閥。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“內(nèi)”、“上”、“中”“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，參見圖1，提供了一種城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀，包括殼體1，所述殼體內(nèi)設(shè)有試劑盤2、控制裝置、用于氨氮檢測的氨氮檢測裝置、用于氧化還原電位和溶解氧檢測的氧化還原電位和溶解氧檢測裝置以及用于透明度檢測的透明度檢測裝置。

參見圖2，所述控制裝置包括PLC控制單元31和與PLC控制單元31電連接的信號(hào)采集處理單元32。

參見圖1，所述氨氮檢測裝置包括多通道電磁閥單元41、計(jì)量單元和檢測單元，多通道電磁閥單元41的輸出總管依次連接計(jì)量單元的液位計(jì)量計(jì)42和檢測單元，所述多通道電磁閥單元41的分管與試劑盤2相連，計(jì)量單元的液位計(jì)量計(jì)42與檢測單元的光度計(jì)43均與所述信號(hào)采集處理單元電連接。

在進(jìn)行氨氮測量時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)待測水體樣本的抽取及計(jì)量，參見圖1、圖2，所述計(jì)量單元包括液位計(jì)量計(jì)42、與液位計(jì)量計(jì)連接的蠕動(dòng)泵44以及與蠕動(dòng)泵44連接的步進(jìn)電機(jī)45。

在進(jìn)行氨氮測量時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)待測水體樣本的氨氮檢測，參見圖1，所述檢測單元包括氨氮比色反應(yīng)容器46和用于進(jìn)行比色檢測的光度計(jì)43，所述光度計(jì)43放置于氨氮比色反應(yīng)容器46中。

參見圖3，所述氧化還原電位和溶解氧檢測裝置設(shè)有用于檢測氧化還原電位的ORP電極傳感器51和用于檢測溶解氧的DO電極傳感器52，所述ORP電極傳感器51和DO電極傳感器52均與所述信號(hào)采集處理單元32電連接；所述氧化還原電位和溶解氧檢測裝置包括第一容器本體53，第一容器本體53的下部設(shè)有出水口54，上部設(shè)有溢流管55，所述ORP電極傳感器51和DO電極傳感器52均設(shè)于第一容器本體53內(nèi)。

參見圖4，所述透明度檢測裝置設(shè)有液位傳感器61和攝像頭62，所述液位傳感器61和攝像頭62均與所述信號(hào)采集處理單元32電連接。所述透明度檢測裝置包括設(shè)有進(jìn)水口63的第二容器本體64，第二容器本體64內(nèi)設(shè)有由透明材料制作而成的測試桶65、位于測試桶65一側(cè)的液位傳感器61以及位于測試桶65底部下方的識(shí)別標(biāo)志66，測試桶65的頂部設(shè)有攝像頭62。

在進(jìn)行透明度檢測時(shí)，待檢測水體通過進(jìn)水口63進(jìn)入第二容器本體64，為了實(shí)現(xiàn)待檢測水體通過第二容器本體64進(jìn)入第一容器本體53中，所述第一容器本體53與所述第二容器本體64之間通過擋板連接為一體，且兩者之間通過設(shè)于擋板上的溢流口連通。

在進(jìn)行透明度檢測時(shí)，為了便于排出第二容器本體中的液體，所述第二容器本體的底部設(shè)有泄流閥67。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測儀中待檢測水體的傳輸及對(duì)其進(jìn)行檢測，所述多通道電磁閥單元中的多通道電磁閥為八連通電磁閥；所述試劑盤中盛放有分別與所述八連通電磁閥的分管相連的廢液、樣品、蒸餾水、清洗劑、零點(diǎn)校正液、掩蔽劑和顯色劑。

為了實(shí)現(xiàn)各檢測裝置的集成安裝和便于對(duì)待測水體的檢測操作，在本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施中，所述殼體1內(nèi)部設(shè)有上、中、下三層容置腔，所述PLC控制單元位于上層容置腔內(nèi)，所述信號(hào)采集處理單元和氨氮檢測裝置位于中層容置腔內(nèi)，所述試劑盤、氧化還原電位和溶解氧檢測裝置以及透明度檢測裝置位于下層容置腔，且試劑盤位于最底部。

采用上述實(shí)施例所述城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀對(duì)某水樣的氨氮、氧化還原電位、溶解氧、透明度四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行檢測。

在進(jìn)行檢測之前，先對(duì)自動(dòng)化監(jiān)測儀進(jìn)行清洗。清洗過程為：打開蠕動(dòng)泵、步進(jìn)電機(jī)、八連通電磁閥、檢測單元、透明度檢測裝置、PLC控制單元、信號(hào)采集處理單元，關(guān)閉氧化還原電位和溶解氧檢測裝置、攝像頭。PLC控制單元啟動(dòng)采樣泵，打開試劑閥，蠕動(dòng)泵進(jìn)行正轉(zhuǎn)，抽取試劑盤中的蒸餾水，定位到液位計(jì)量計(jì)高液位，蠕動(dòng)泵進(jìn)行反轉(zhuǎn)，將蒸餾水推入檢測單元中，進(jìn)行流路清洗，清洗后排空；同時(shí)少量蒸餾水經(jīng)進(jìn)水口流入透明度檢測裝置，打開透明度檢測裝置的清掃電機(jī)，通過與清掃電機(jī)連接的刷頭進(jìn)行裝置清洗；清洗完畢后，打開泄流閥，將清洗后的蒸餾水排空。

檢測過程如下：

打開蠕動(dòng)泵、步進(jìn)電機(jī)、八連通電磁閥、檢測單元、氧化還原電位和溶解氧檢測裝置、透明度檢測裝置、攝像頭、PLC控制單元、信號(hào)采集處理單元。

(1)氨氮檢測過程：首先進(jìn)行待檢測水樣采集，PLC控制單元啟動(dòng)采樣泵采樣，打開樣品閥，蠕動(dòng)泵進(jìn)行正轉(zhuǎn)，抽取樣品，定位到液位計(jì)量計(jì)高液位，蠕動(dòng)泵進(jìn)行反轉(zhuǎn)，將樣品推入到檢測單元中；然后進(jìn)行試劑定量，依次打開試劑閥，按照一定的比例將試劑盤中的試劑推入檢測單元中的氨氮比色反應(yīng)容器中，混合攪拌，靜置反應(yīng)，用光度計(jì)進(jìn)行比色檢測，讀取參比，信號(hào)通過PLC控制單元傳至顯示屏中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示屏顯示該水樣氨氮的濃度為20mg/L，評(píng)價(jià)結(jié)果為重度黑臭。

(2)氧化還原電位和溶解氧檢測過程：首先待檢測水樣經(jīng)進(jìn)水口流入透明度檢測裝置，經(jīng)溢流口流入氧化還原電位和溶解氧檢測裝置，當(dāng)氧化還原電位和溶解氧檢測裝置中的液位達(dá)到溢流管高度時(shí)，停止進(jìn)水；ORP電極傳感器測量氧化還原電位值為-216mv；DO電極傳感器測量溶解氧值為0.12mg/L，評(píng)價(jià)結(jié)果為重度黑臭。

(3)透明度檢測過程：打開攝像頭，待檢測水樣經(jīng)進(jìn)水口注滿透明度檢測裝置后，打開泄流閥，開始排放透明度檢測裝置中的待檢測水體，攝像頭記錄測試桶內(nèi)水位下降的整個(gè)過程，液位傳感器全程打開；當(dāng)透明度檢測裝置內(nèi)的水體全部排空時(shí)，關(guān)閉泄流閥。利用視頻模型和圖像處理方法識(shí)別視頻畫面中的刻印符號(hào)，結(jié)合液位傳感器獲取水位高度，測定該水樣的透明度值為8.2cm，評(píng)價(jià)結(jié)果為重度黑臭。

根據(jù)城市黑臭水體一體化自動(dòng)監(jiān)測儀檢測結(jié)果，該水樣氨氮的濃度為20mg/L、氧化還原電位值為-216mv；溶解氧值為0.12mg/L、透明度值為8.2cm，根據(jù)城市黑臭水體整治工作指南，該水樣評(píng)價(jià)結(jié)果為重度黑臭。

上述實(shí)施例用來解釋本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。