水环境在线监测传感器是一种用于实时监测水环境参数的设备，它在水资源保护、水污染治理等方面发挥着重要作用。系统的供作原理与技术涉及多个领域的知识，包括传感器技术、数据采集与处理、通信技术等。下面为您介绍几个常规水质参数的设备原理及应用场景。
打开网易新闻 查看更多图片
一、常见水环境在线监测传感器的原理
1.溶解氧传感器
- 原理：荧光法溶解氧传感器基于荧光猝灭原理。传感器探头内有一个荧光物质，当特定波长的激发光照射到荧光物质上时，荧光物质会发射出特定波长的荧光。而水中的溶解氧分子会与荧光物质发生相互作用，使荧光强度减弱，这种现象称为荧光猝灭。荧光猝灭的程度与水中溶解氧的浓度有关。通过测量荧光的强度和寿命等参数，可以计算出水中溶解氧的浓度。
2.pH 传感器
- 原理：
- 电极法 pH 传感器主要由玻璃电极和参比电极组成。玻璃电极对氢离子敏感，其电极电位随溶液中氢离子浓度的变化而变化。参比电极提供一个稳定的电位参考。当玻璃电极和参比电极同时浸入待测溶液中时，它们之间会产生一个电位差。这个电位差与溶液的 pH 值呈线性关系。通过测量这个电位差，可以计算出溶液的 pH 值。
3.电导率传感器
- 原理：基于溶液的导电能力来测量电导率。溶液中的离子在电场作用下移动形成电流，电导率与溶液中离子的浓度和种类有关。
- 例如，电极式电导率传感器，通过两个电极插入水中，测量电极间的电阻，再根据电阻与电导率的关系计算出电导率值。
4.浊度传感器
- 原理：利用光的散射原理测量水中悬浮颗粒的浓度，从而反映浊度。传感器发射一束光到水中，水中的悬浮颗粒使光发生散射，散射光的强度与浊度成正比。
- 例如，90 度散射光浊度传感器，检测与入射光成 90 度角方向的散射光强度来确定浊度。
打开网易新闻 查看更多图片
二、应用领域
1.水质监测站
- 在各级水质监测站中，水环境在线监测传感器可对河流、湖泊、水库等水体进行长期、连续的监测，及时掌握水质变化情况。例如，通过溶解氧、pH、电导率等参数的监测，可以判断水体是否受到污染以及污染的程度。
- 为环保部门制定水污染防治政策和措施提供科学依据。
2.污水处理厂
- 在污水处理过程中，传感器可实时监测进水、处理过程和出水的水质参数，确保污水处理效果达到排放标准。例如，通过监测溶解氧浓度，可以调整曝气系统的运行，提高污水处理效率；pH 值的监测有助于控制化学药剂的投加量，保证处理过程的稳定。
- 实现污水处理的自动化控制，降低运行成本。
打开网易新闻 查看更多图片
3.水产养殖
- 在水产养殖中，水环境在线监测传感器可监测养殖水体的溶解氧、pH、温度等参数，为养殖管理提供科学依据。例如，当溶解氧浓度过低时，可及时启动增氧设备，保证水产品的正常生长；pH 值的变化可能影响水产品的健康，通过监测可以及时采取调节措施。
- 提高养殖效益，减少养殖风险。
4.二次供水监测
通过对二次供水水质的监测，可以及时发现水质变化，采取相应的措施，保证供水的稳定性和可靠性。国家和地方部门对饮用水水质有严格的法规要求，进行二次供水水质监测是确保符合这些法规的必要手段。
理化指标：
- pH 值：反映水的酸碱度，适宜的 pH 值范围为 6.5 - 8.5。
- 浊度：表示水中悬浮颗粒的含量，浊度越低，水质越好。
- 余氯：用于消毒的氯气在水中的残留量，余氯含量应保持在一定范围内，以确保消毒效果。
- 电导率：反映水中溶解性固体的含量，电导率越高，水中的杂质越多。