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自动水质监测仪功能和精确度介绍

(2016-05-07 22:26:58)
标签:

杂谈

分类: 环境网络课程

自动水质监测仪是什么?

基于Arduino开源硬件平台开发的通过跨界技术手段实现长期实时水质监测的DIY设备。

 

自动水质监测仪的优势是什么?

 

  1. 实时监测,自主取样,代替了人类重复劳动,可生成数据曲线图; 
  2. DIY设备,可自主学习,自主搭建;
  3. 根据实际需求,取舍功能,使其变成“自造”设备; 
  4. 获得的数据可以直接在社交平台上分享; 
  5. 相比市场化产品,成本低;

自动水质监测仪功能和精确度介绍


自动水质监测仪的主要构成

自动水质监测仪功能和精确度介绍

传感器(如pH、温度和电导率传感器)从我们所在的真实世界中获取信息。它们将您按下按键、挥手、喊叫等动作产生的能量转换成电子信号。传感器有很多类型,例如按键和旋钮是需要手指触碰的传感器。它们将电能信号转换成物理能量,比如光、热和动能。

在我们这个课程里我们并没有给定一个具体的物理执行设备,但是我们可以通过网络将信息发送出来。未来如果可能,我们可以加入类似自动取样等物理执行机构完成取样动作。

微型控制器从传感器获取信息并且控制执行部件。它们根据您编写的程序作出各种决定。


Arduino软硬件


自动水质监测仪功能和精确度介绍

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的arduino板)和软件(arduino IDE)。她适用于艺术家、设计师、爱好者和对于“互动”有兴趣的朋友们。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序,编译成二进制文件,烧录进微控制器。



自选监测指标传感器和组件

1.pH传感器

自动水质监测仪功能和精确度介绍

自动水质监测仪功能和精确度介绍


2.电导率传感器

自动水质监测仪功能和精确度介绍

自动水质监测仪功能和精确度介绍


3.水温传感器

自动水质监测仪功能和精确度介绍

自动水质监测仪功能和精确度介绍



4.水质采样船

自动水质监测仪功能和精确度介绍

水质监测船用于在指定的水域进行遥控监测。在远离岸边的水库、湖泊、河流实时获取水质指标,并可以在遥控人员的操作下,采取指定水域的水样,以便回收后进行进一步的实验室分析,也可以在水质监测发现有超过设定指标(如pH低于5或高于9时)自动取样。船下部的观测窗,用于对水体的表观特征进行观测和记录。





常见问题(Q&A):

1.自动水质监测仪更适合于污水还是地表水的监测?

该自动水质监测仪主要包含pH、电导率和水温三种传感器,浊度传感器正在研发中。相对来说,目前自动水质监测仪更加适合于工业污水排放的监测,因为对于地表水而言比较关注的生物化学指标,例如生物需氧量(BOD), 化学需氧量(COD)等,还没有合适的探测仪器来配套。但是随着技术和设备的成熟进步,以后能够将生化指标纳入自动水质监测仪并不是没有可能。


2.自动水质监测仪的精确度如何?

自动水质监测仪作为一种成本较低、私人订制、能够代替人类实现长期实时监测目的的一种跨界技术设备,其精度不如专业的高价位的水质监测设备。但自动水质监测仪的定位在于提供用户长期实时便捷的数据结果,对水质情况进行定性的判断,而非定量研究,从而对水质恶化,或环境事故等能有预警作用。根据目前的研发情况,pH值的误差为±0.1pH左右,电导率误差<±10%F.S,同时温度的误差为±0.5°C左右。


3.自动水质监测仪的电池续航能力如何?

根据目前的试验结果,具备基础功能的自动水质监测仪,在采样频率为5分钟/一次的情形下,电池续航能力约为1周。但团队也在尽力改善电池的续航能力,远期来看应该可以达到1个月左右。


4.自动水质监测仪目前监测的参数有限,拓展性如何?

目前由于电化学方法的局限性,很多水质参数,比如COD,氨氮等监测功能暂时无法实现,但是开源硬件的魅力在于可以增加更多的可能性,比如自动滴定仪、自动消解器的设计和开发,就使得将来的应用可以更加广泛。


5.自动水质监测仪能否记录所在位置,实现和地图的交互?

可以,但是教学难度比较高,在目前的课程内容中不涉及。并且,安装GPS在设备中会影响续航能力,增加成本。同时,我们建议监测仪可以安置在一个确定的已知的位置,而不是随波逐流。


6.自动水质监测仪DIY套件的价格大概是多少?

大概1200元人民币。

自动水质监测仪功能和精确度介绍



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