高光谱浮标水质在线监测预警系统-网格化监测新纪元

高光谱水质在线监测预警系统:集微型传感器、电源、卤素灯、Wi-Fi/4G模块、边缘计算与AI算法于一体,革新水质监测方式。系统部署灵活,通过浮筒与锚固定于河流、水库等水体任意位置。定时采集光谱数据,借助Wi-Fi/4G网络实时传输至云端平台。边缘计算技术提升数据处理效率,而AI算法则对光谱数据进行深度分析,精准识别水质成分,预测变化趋势,提高监测精度。24小时在线监测,实时更新水质数据,超标即触发自动报警,确保水质安全。AI技术的运用,使系统具备自我优化与学习能力,根据历史数据与实时情况调整监测策略,提升预警准确性,助力相关部门及时应对水质问题。其高度集成、智能高效的特点,使水质监测工作更加便捷、高效,引领水质监测领域迈向智能化新纪元。


系统优势

  1. 数据精确度高:本系统采用先进的技术手段,确保监测数据完全符合《HJC-ZY73-2019》和《HJ915-2017》等国家及行业验收标准,为用户提供准确无误的水质信息,助力精准决策。

  2. 成本低廉:相较于传统的化学法户外站,本系统的仪器成本仅为前者的一半,运维成本更是低至十分之一。这大大降低了用户的投资与使用成本,提高了性价比。

  3. 高频次监测:系统支持最高15秒/次的监测频次,能够迅速捕捉水质变化,非常适合应用于应急响应、污染溯源等需要快速响应的场景,为用户提供及时有效的水质监测服务。

  4. 免试剂设计:本系统采用免试剂技术,彻底杜绝了试剂和废液管理风险,避免了二次污染的产生,无需进行废液处理,更加环保、安全。

  5. 高度集成化:系统内集成了采配水单元、预处理单元、边缘计算水质监测大脑、控制单元、数据采集与传输单元以及辅助单元等多个模块,实现了对pH、温度、溶解氧(DO)、电导率(Cond)、浊度(Tur)、化学需氧量(CODCr)/高锰酸盐指数(CODMn)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3)等9+X参数的在线自动监测。同时,用户还可根据需要选测叶绿素、蓝绿藻、BOD、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、TOC以及部分重金属等参数,满足多样化的监测需求。


系统特点

  1. 非接触式测量:采用反射光谱技术,无需直接接触水面,有效避免了对水质的二次污染,确保测量结果的准确性。

  2. 定时定点高效采集:系统支持自由调整采集频率和时间,最高可达每5秒采集一次光谱数据,满足不同应用场景下的需求,实现高效、精准的数据采集。

  3. 数据实时传输与分析:利用4G/5G无线网络技术,实现数据的自动上传和云端分析,无需人工值守。云平台提供强大的数据分析功能,助力用户快速掌握水质状况。

  4. 参数智能检测与反演:系统能够自动反演多种水质参数,包括但不限于溶解氧、浊度、pH值等,为用户提供全面的水质信息。

  5. 结果实时展示与存储:支持云端数据存储和实时显示,用户可通过客户端实时查看水质数据及其统计分析结果,便于及时做出决策。

  6. 边缘计算与AI分析能力:集成边缘计算与先进的人工智能算法,提升数据处理效率与精度,实现更快速、更准确的预警与决策支持。

  7. 高精度与低成本:系统完全符合相关验收要求,且仪器成本仅为化学法户外站的一半,运维成本更是低至化学法的十分之一,大大降低了用户的投资与使用成本。

  8. 高频次监测与应急响应:最高可达15秒/次的监测频次,非常适合应用于应急、溯源等需要快速响应的场景。

  9. 免试剂与环保:无需使用试剂,避免了试剂和废液管理风险,不会产生二次污染,无需废液处理,更加环保。

  10. 运维简易与远程管理:实现远程运维,操作简易,两次运维间隔可大于3个月,大大降低了运维难度与成本。

  11. 主要技术指标和功能

序号

项目

详细说明

1

技术原理

高光谱反射法

2

监测指标

总磷、总氮、氨氮、浊度、悬浮物浓度、化学需氧量、Ph值、溶解氧、高猛酸盐指数、叶绿素、总有机碳、亚硝酸盐、色度、生化需氧量、综合营养化指数共15项(并集成传感器测量温度、电导率指标)

3

光源类型

内置卤素光源

4

谱段范围

400-1000纳米

5

光谱分辨率

5-10纳米

6

采样间隔

优于1.9纳米

7

光谱通道数

不少于300个

8

通讯接口

4G

9

供电方式

太阳能+可充锂电池

10

可充锂电池

容量不少于9000毫安时

11

采集频次

频次可调,最快1分钟/次

12

浮标

尺寸规格不大于120*120*30厘米;PVE材料,添加抗菌抗藻银离子;三角稳定态结构,需配备不少于3块太阳能板,总充电功率不低于30W;配套固定锚或沉块;安装水体滤网;

13

水质监测平台

配套水质监测展示平台(B/S端),功能项如下:

① 无人值守,利用4G无线网络实现数据自动上传,通过解译平台对所采集的光谱数据进行数据分析。

② 支持通过水质在线监测系统(B/S结构)实时显示及统计分析,支持用户端上实时查看并进行水质变化预警。

③支持查看设备运行状况信息,能够快速查看设备及在线/报警状态,实时获取设备采集到的相关光谱信息。

④ 支持API接口远程调用服务。


技术规格

系统默认指标阈值范围见下表:

序号

水质指标

默认范围

序号

水质指标

默认范围

1

pH

6-10

10

悬浮物

0-650 mg/L

2

浊度

0-100NTU

11

色度

0-30

3

温度

10-30°C

12

叶绿素

0-80ug/L

4

电导率

0-4000uS/cm

13

化学需氧量

0-60mg/L

5

溶解氧

1-30mg/L

14

生物需氧量

0-160mg/L

6

氨氮

0-10mg/L

15

总有机碳

0-100mg/L

7

总磷

0-2mg/L

16

亚硝酸盐

0-10mg/L

8

总氮

0-20mg/L

17

综合营养化 指数

0-2000

9

高橘酸盐指数

0.5-15mg/L

部分重要指标的测量精度:

水质指标

技术指标要求

试验指标限值 (光谱法)

化学需氧量COD

实际水样C0DCr<30 mg/L

≤±8mg/L

30 mg/L≤实际水样 C0DCr<60 mg/L

≤±25%

60 mg/L≤实际水样 C0DCr<100 mg/L

≤±25%

实际水样 C0DCr≥100 mg/L

≤±25%

氨氮NH3

实际水样氨氮〈2 mg/L

≤±0.6mg/L

实际水样氨氮≥2 mg/L

≤±25%

总磷TP

实际水样总磷〈0.5 mg/L

≤±0.15mg/L

实际水样总磷≥0. 5 mg/L

≤±25%

总氮TN

实际水样总氮〈4 mg/L

≤±1.5mg/L

实际水样总氮≥4 mg/L

≤±25%