一种取水式水质监测装置及系统的制作方法

本技术涉及水质监测，尤其涉及一种取水式水质监测装置及系统。

背景技术：

1、工业化、城市化快速推进和人口持续增长，对保护水资源、控制污染、保障健康、维持生态平衡至关重要；同时对废污水排放源开展监测，可以掌握排放量、污染物浓度及排放总量，评估排放达标情况，为污染源精细化管理提供支持。

2、当前常用的水质监测技术主要有三种，第一种是固定式水质自动监测站，它将检测仪器集成安装在固定站房，取水后进行分析，但其建站和运营成本高，覆盖范围受限，难以大范围加密布点，且存在二次污染风险。第二种是现场人工取样检测，由工作人员现场采样后送实验室分析，这种方式响应慢、周期长、劳动强度大，需要专业人员操作，易受人为影响，没有实时预警能力，也存在二次污染风险。第三种是走航式监测，依靠监测车船搭载仪器流动监测，机动性较好，但设备成本和技术门槛高，运维复杂，难以在偏远地区或复杂地形普及，同样存在二次污染风险。

3、总的来看，现有水质监测技术在成本、运维、效率、实时性、适用性等多个方面都存在不足，难以满足当前水环境监测的需求，迫切需要成本更低、体积更小、免建站、可靠性高且无二次污染的新型水质监测技术方案。

技术实现思路

1、本技术提供了一种取水式水质监测装置及系统，能够降低现场运维和设备部署的成本，在实现高效、实时水质监测的同时，有效避免二次污染。

2、本技术第一方面提供的取水式水质监测装置，包括：壳体，壳体设有进液接口；第一检测槽，设置在壳体内，被配置为容置水样并对水样进行第一类水质参数检测；第二检测槽，设置在壳体内，被配置为容置水样并对水样进行第二类水质参数检测，第一类水质参数与第二类水质参数不同；第一驱液件，设置于壳体内，且位于进液接口与第一检测槽之间的第一管路上，被配置为控制水样沿第一方向流动，以将来自进液接口的水样输送至第一检测槽，以及控制水样沿第二方向流动，以将第一检测槽内的水样经由进液接口向外排出，其中，第二方向与第一方向相反；第二驱液件，设置于壳体内，且位于第一检测槽与第二检测槽之间的第二管路上，被配置为控制水样沿第二方向流动，以将第一检测槽内的水样输送至第二检测槽，以及控制水样沿第一方向流动，以将第二检测槽内的水样排出；其中，第一驱液件位于第二驱液件的下方。

3、这样，通过将第一检测槽、第二检测槽、第一驱液件和第二驱液件集成于壳体的容纳腔内，利用第一驱液件控制水样在进液接口与第一检测槽之间双向流通，以及利用第二驱液件控制水样在第一检测槽与第二检测槽之间双向流通，实现了单一进液接口下的取水、检测与排水全流程管理。壳体内部仅通过第一管路和第二管路连接各功能部件，水路结构极为精简，减少了管路接头的数量和泄漏风险，降低了取水式水质监测装置的故障率，提升了取水式水质监测装置的运行可靠性和安装维护便捷性。第一驱液件和第二驱液件均能够双向控制水样流动方向，无需额外配置单向阀、换向阀等阀门部件即可实现取水与排水的灵活切换，进一步简化了取水式水质监测装置整体的水路结构，降低了制造成本。此外，第一检测槽与第二检测槽分别进行不同类别的参数检测，使得取水式水质监测装置能够在单次取水过程中完成多维度水质参数的同步获取，提升了检测效率和信息完整度。

4、在一些可行的实现方式中，第二检测槽设置有溢流口，溢流口通过回流管路与第一检测槽流体连通，被配置为将第二检测槽内超出预设液位的水样回流至第一检测槽，其中，溢流口开设在第二检测槽的顶部，且位于第二检测槽与第一检测槽相对的一侧。这样，当第二检测槽内水样液位超过溢流口高度时，多余水样便经溢流口自动流入回流管路，并顺畅返回第一检测槽。

5、在一些可行的实现方式中，第一检测槽包括第一导液口和第二导液口；第一导液口与第一管路连通，第二导液口与第二管路连通；其中，沿第一检测槽的高度方向，第一导液口位于第二导液口的下方。这样，第一导液口作为低位进液口，确保水样从底部平稳注入，有效减少气泡混入；第二导液口作为高位出液口，便于排出检测后的水样或溢流回流水样。

6、在一些可行的实现方式中，第二检测槽包括第三导液口；第三导液口与第二管路连通；其中，沿第一检测槽的高度方向，第三导液口位于溢流口与第二导液口之间。这样，第三导液口作为中间高度的连通接口，既便于接收来自第一检测槽的待测水样，又能配合溢流口实现液位平衡。

7、在一些可行的实现方式中，第一驱液件和第二驱液件均为蠕动泵。这样，蠕动泵可通过滚轮挤压软管驱动水样流动，不需要直接接触管路内的水样，既不会污染待测水样，也能避免水样腐蚀驱液部件，同时还能方便精准控制水样的输送流量，适配不同监测需求下的进液流速要求，提升装置运行的稳定性与使用寿命。

8、在一些可行的实现方式中，第一检测槽内设置有电极传感器组，第一类水质参数检测包括温度、ph值、溶解氧、氨氮、浊度及电导率中的至少一种，其中，电极传感器组中的多个电极传感器沿第一检测槽的高度方向依次间隔排布。这样，电极传感器组可直接对第一检测槽内的待测水样完成对应参数的检测，无需额外转运水样，既简化了检测流程，又能避免转运过程中水样受到污染或参数发生偏移，保障第一类水质参数检测结果的准确性。

9、在一些可行的实现方式中，第一管路、第二管路和回流管路均位于第一检测槽的同一侧。这样，便于整体布线规整，安装维护时仅需从一侧对各管路进行检修更换，无需进行大范围拆解，提升了维护作业的便捷性，同时也能缩短各管路的整体长度，减少管路拐角，降低管路布设成本和泄漏隐患。

10、在一些可行的实现方式中，第一管路、第二管路和回流管路均为软质管路，其中，软质管路的邵氏硬度为a30-a70。这样，软质管路便于弯折布设，能够适配壳体内部有限的空间，同时邵氏硬度a30-a70的软质管路可以适配蠕动泵的挤压驱动需求，保障驱液过程的稳定性，还能降低管路被挤压破损的概率，延长管路的使用寿命。

11、本技术第二方面提供的取水式水质监测系统，包括：取水管路；取水泵，连接取水管路；取水泵设有拦污机构，拦污机构被配置为拦截水样中的杂质；取水式水质监测装置；其中，取水式水质监测装置中第一管路背离第一检测槽的端部设置在取水管路上。这样，通过取水泵预先从待测水域抽取水样，拦污机构先将水样中体积较大的杂质拦截，避免大杂质进入后续管路造成堵塞，保障取水式水质监测装置能够稳定运行，取水式水质监测装置直接从取水管路获取待测水样，无需重复取水，简化了整个系统的取水流程，提升了监测效率。

12、在一些可行的实现方式中，拦污机构为拦污网。这样，拦污网结构简单，加工制造成本低，能够直接阻隔大尺寸杂质进入取水泵，同时自身结构不会对水样流动造成过度阻碍，能保障取水流量的稳定，后期维护也仅需要定期清理拦污网表面拦截的杂质即可，维护难度低、成本小。

13、在一些可行的实现方式中，取水式水质监测系统还包括：三通管件，设置在取水管路上，三通管件包括第一接口、第二接口和第三接口；第一接口与取水泵连通，第二接口与第一管路连通，第三接口与检测水域连通。这样，无需额外改造取水管路的结构，仅通过三通管件即可实现向取水式水质监测装置供料，安装难度低，适配性好，能够适配不同管径的现有取水管路，改造成本低，同时三通管件的分流结构稳定，不容易造成管路堵塞。

14、在一些可行的实现方式中，在取水泵的工作状态，第一接口被配置为将检测水域中的水样引入取水管路，第二接口被配置为将水样引入第一管路，第三接口被配置为排水；其中，在取水泵的工作状态，取水泵的流量大于第二接口的流量。这样，多余的水样可以从第三接口直接排出，能够依靠取水泵的较大流量持续带动水样流动，避免水样在取水管路中长时间停留导致成分发生变化，保障水样为实时新鲜水样，提升监测结果的准确性，同时持续流动的水流还可以对管路内壁进行冲刷，减少杂质附着沉积，降低管路堵塞的风险，无需额外设置动力结构驱动排水，结构简单。

15、在一些可行的实现方式中，取水式水质监测系统还包括：过滤器，过滤器设置在取水管路，且位于进液接口与第二接口之间；过滤器被配置为滤除水样中的杂质。这样，可以避免大颗粒杂质进入后续管路，减少杂质的干扰与磨损，同时也能进一步降低管路发生堵塞的概率，保障监测长期稳定运行。

16、在一些可行的实现方式中，取水式水质监测系统还包括：留样设备、留样支路和第三驱液件；留样支路的入口设置在取水管路，且位于进液接口与过滤器之间，留样支路的出口与留样设备连通，第三驱液件设置在留样支路。这样，在监测的同时可以留存部分水样，便于后续对监测结果进行复检校核，若监测结果出现异常，留样支路可以将检测后的水样分出一部分导入留样设备进行保存，实现检测与留样的同步进行。所留水样与检测时所用为同一批次水样，保证了留样样品的代表性和可追溯性。