用于水質監(jiān)測浮標的水樣自動采集控制系統(tǒng)設計
摘要：設計了一種用于水質監(jiān)測浮標上的水樣自動采集控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝在水質監(jiān)測浮標內部，用于現(xiàn)場實時采集水樣，供浮標內的水質檢測儀器使用。系統(tǒng)由抽水部分、存儲分配部分、廢液收集部分和控制單元等組成，具有水樣定時采集、過濾、水樣分配、廢液收集、廢液排出、管路沖洗等功能。根據各組成部分的性能指標、控制邏輯和結構方式，選擇了適合海洋環(huán)境的元器件和材料。系統(tǒng)在海洋生態(tài)監(jiān)測浮標上的運行使用證明工作可靠，能滿足使用要求，且可以推廣到需要自動采集水樣的其他工作中使用。
關鍵詞：水質監(jiān)測；浮標；水樣采集
水質監(jiān)測是監(jiān)視和測定水體中污染物的種類、各類污染物的濃度及變化趨勢，評價水質狀況的過程。監(jiān)測范圍十分廣泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各種各樣的上業(yè)排水等 。當今，由于資源的過度利用及污染對環(huán)境的破壞等原因，水質惡化加劇，采用先進完善的水質檢測技術，是遏制水質污染、保護人類生命之源的重要手段。水質監(jiān)測可以掌握水質環(huán)境現(xiàn)狀和變化規(guī)律，為開發(fā)、利用和保護水環(huán)境提供有力的支持。
目前國內水質監(jiān)測工作一般包括實驗室檢測、儀器流動檢測、檢測站檢測和監(jiān)測船監(jiān)測，對于河流、水庫、湖泊、海洋等監(jiān)測點，利用船舶臨時抽樣，不能滿足實時監(jiān)測的需要。安裝在水體指定位置的水質監(jiān)測浮標可以長期、實時地進行工作，是針對大面積水體指定點的有效的監(jiān)測手段，也是監(jiān)測方法和空間的補充，特別是對海洋監(jiān)測來說，是未來的發(fā)展方向。水質監(jiān)測浮標具有無人值守、定點監(jiān)測、實時采集、長期監(jiān)控、無線接收等優(yōu)勢，浮標上可以搭載多臺水質檢測儀器一起同時開展工作。
安裝在浮標上的水質檢測儀器需要使用現(xiàn)場采集的水樣開展工作。從待測水體環(huán)境中取得有效的樣品，是環(huán)境監(jiān)測的關鍵環(huán)節(jié)之一。有研究指出，采樣是分析過程中最困難和復雜的步驟，這個領域仍需很多研究工作。比如海水中的污染物質濃度都比較低，有些還屬痕量成分，影響樣品真實性的因素很多。水樣的質量會直接影響監(jiān)測的真實性，若取樣不當，將給測量結果帶來較大的誤差甚至是錯誤的分析結果。目前現(xiàn)有的船用大型水樣采集系統(tǒng)因結構復雜、耗電多、需要人工干預等諸多弊端，不能用于浮標使用，因此需要開發(fā)設計適用于浮標使用的水樣自動采集控制系統(tǒng) 。
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