I. Übersicht

　　Wasserqualitätsautomatische ProbenahmeEs wird verwendetAutomatische Abnahme, Speicherung und Übertragung von WasserprobenDie Instrumentausrüstung, die weit verbreitet in Umweltüberwachungsstationen, Abwasseraufbereitungsanlagen, industriellen Abläufen, Wasserschutz und anderen Bereichen verwendet wird, ist ein wichtiges Werkzeug für die Überwachung der Wasserqualität und die Rückverfolgung der Verschmutzung. Seine Kernfunktion besteht darin, repräsentative Wasserproben nach vorgegebenen Verfahren (z. B. Zeitintervalle, Durchflussverhältnisse, Ereignis-Auslöser usw.) automatisch zu sammeln und die Stabilität der Wasserproben durch Kühlung, Zusatz von Konservierungsmitteln usw. aufrechtzuerhalten, um zuverlässige Proben für nachfolgende Laboranalysen (z. B. Indikatoren für Schwermetalle, organische Stoffe, Nährsalze usw.) bereitzustellen.

Mit der Verbesserung der Umweltschutzvorschriften (wie dem chinesischen Gesetz zur Verhütung von Wasserverschmutzung und dem Aufbau von Öko-Umweltüberwachungsnetzwerken) und der Entwicklung von Online-Überwachungstechnologien muss der automatische Probenahmer für Wasserqualität erfüllt werden.Hohe Präzision, Zuverlässigkeit, Intelligenz und ComplianceAnforderungen. Dieser Artikel basiert auf relevanten inländischen und ausländischen Standards (wie HJ / T 372-2007 "Technische Anforderungen und Prüfmethoden für automatische Probenahmer für Wasserqualität", HJ 353-2019 "Technische Spezifikationen für die Installation von Online-Überwachungssystemen für Wasserverschmutzungsquellen" usw.), und erläutert systematisch seine technischen Anforderungen und Prüfmethoden.

II. Technische Anforderungen

Technische Anforderungen für automatische WasserqualitätsprobenGrundfunktionen, Leistungsindikatoren, Umweltanpassung, Sicherheit und ZuverlässigkeitVier Dimensionen, wie folgt:

Indikatorkategorien	Spezifische Anforderungen (Hinweis auf HJ/T 372-2007 und Branchenpraxis)
​Genauigkeit der Probenmenge​	Einmaliger Probenvolumenfehler ≤ ± 5% (oder absoluter Fehler ≤ ± 2 mL, strengere Werte zu nehmen); Durchflussmessfehler bei gleichmäßiger Probenahme ≤ ± 2% (entsprechend dem zugehörigen Durchflussmesser)
​Zeitgenauigkeit​	Zeitmessmessungszeitfehler ≤ ± 1% (oder absoluter Fehler ≤ ± 1 min / Tag)
​Temperaturregelung​	Wasserprobentemperatur im Kühlmodus bei 2 ~ 5 ° C (Schwankungen ≤ ± 2 ° C), -20 ° C Modellschwankungen ≤ ± 3 ° C
​Rohrleitungssysteme​	Mit inerten Materialien (wie PTFE, Silikon, Edelstahl), die eine pH-1 bis 14-Säure-Alkali-Lösung und organische Lösungsmittel vertreten; Innendurchmesser ≤2 mm (Reduzierung von Rückständen und Adsorption)
​Wiederholbarkeit​	Bei mehreren aufeinanderfolgenden (≥5) gleichwertigen Probenahmen ist die relative Standardabweichung der einzelnen Probenahme ≤2%
​Reaktionszeit​	Verzögerung bei Ereignis-Auslösung der Probenahme von der Signaleingang bis zum Beginn der Probenahme ≤ 10 Sekunden (im Notfall schneller)

a) Grundfunktionelle Anforderungen

​Vielfalt der Probenmodelle​

​Zeitliche ProbenahmeFeste Volumenwasserproben in vorgegebenen Zeitintervallen (z. B. pro Stunde, täglich) zu sammeln (ein einzelnes Probenvolumen ist in der Regel 5 bis 500 ml, einstellbar);

​Durchflussverhältnis ProbenahmeVerhältnismäßige Abnahme von Wasserproben nach Durchflussmessersignalen (z. B. elektromagnetisches Durchflussmesser, Ultraschalldurchflussmesser) (z. B. Abnahme von 10 m³ pro Zunahme des Durchflusses), geeignet für die dynamische Überwachung von Abläufen;

​Vermischung während des WartensMehrere Wasserproben innerhalb eines festgelegten Zeitraums (z. B. 24 Stunden) zu sammeln und zu mischen (z. B. alle 1 Stunde eine Kopie zu sammeln und schließlich zu einer 24-Stunden-Komplexprobe zu mischen);

​Ereignis-Trigger-ProbenahmeReaktion auf externe Signale (wie Alarmsignale für Überschreitungen, Sensorsignale für Wasserqualitätsmutationen) zur sofortigen Wasserprobenaufnahme zur Notfallüberwachung von Verschmutzungsunfällen;

​Fernsteuerung ProbenahmeUnterstützt den Empfang von Fernbefehlen über drahtlose Kommunikation (z. B. 4G/5G, NB-IoT) oder kabelgebundene Netzwerke (z. B. Abtastbefehle über Plattformen der Umweltabteilung).

​Speicherung und Vorbehandlung von Wasserproben​

​KühlfunktionIntegrierter Kompressor oder Halbleiterkühlmodul zur Lagerung der Wasserprobentemperatur bei 2 bis 5 ° C (einige Modelle können bis zu -20 ° C) und Verzögerung der mikrobiellen Aktivität und chemischen Reaktionen;

​Konservierungsmittel hinzufügenUnterstützung für die automatische Zugabe von Fixierungsmitteln (z. B. Salzsäure, Sticksäure, Natriumhydroxid usw.) zur pH-Regelung oder zur Stabilisierung von Schwermetallen / organischen Stoffen, programmierbare Einstellungen der Konservierungsmittelart und der Dosis;

​Verschmutzungsschutz DesignDie Probenflasche (in der Regel aus Polyethylen, Glas oder Edelstahl) wird mit einem Dichtdeckel oder einem inerten Material versiegelt, um die Mischung von äußeren Verunreinigungen zu vermeiden. Einige Modelle verfügen über eine automatische Reinigungsfunktion (vor und nach der Probenahme mit reinem Wasser spülen).

​Intelligente Steuerung und Datenmanagement​

​Programmierende Einstellungen: Einstellung der Probenparameter (Zeit, Volumen, Modus usw.) über den Touchscreen oder die PC-Software, Unterstützung für die Umschaltung mehrerer Voreinstellungen;

​Datenspeicherung und -übertragungProtokolle über Probezeit, Volumen, Muster, Fehlerinformationen und andere Protokolle (Speicherkapazität ≥ 10.000) können über RS-232/485, Ethernet oder drahtlose Kommunikation auf die Überwachungsplattform hochgeladen werden;

​FehleralarmWenn es zu Wassermangel, Verstopfungen der Leitungen, Kühlungsfehler, Stromversorgungsabfälle usw. kommt, werden Sie durch Licht- und Tonalarme oder Fernnachrichten informiert.

b) Anforderungen an Leistungsindikatoren

d) Anforderungen an Umweltanpassung

​TemperaturbereichArbeitsumgebungstemperatur -10 ~ 40 ℃ (einige Außenmodelle tolerieren -20 ~ 50 ℃);

​FeuchtigkeitsbereichRelative Luftfeuchtigkeit ≤ 90% (ohne Kondensation)

​SchutzstufeAußeneinstallationsmodelle müssen IP65 und höher erreichen (staubdicht, wasserdicht, um Regen und Staub zu verhindern);

​StörungsschutzEs kann elektrische Feldstörungen von 50 Hz/100 V/m, magnetische Feldstörungen von 10 V/m und mechanische Vibrationen widerstehen (in Übereinstimmung mit den elektromagnetischen Kompatibilitätsnormen der Serie GB/T 17626).

d) Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen

​Elektrische SicherheitErdungswiderstand ≤ 4 Ω, Isolationswiderstand ≥ 100 MΩ (gegen Leckergefahr);

​​材料安全性​Teile, die mit der Wasserprobe in Kontakt kommen (z. B. Rohrleitungen, Probenahmeflaschen), müssen die Lebensmittel- oder Analysestandards erfüllen (um die Freisetzung von giftigen Substanzen zu vermeiden, die das Wasser verunreinigen);

​LebensdauerSchlüsselkomponenten (z. B. Pumpen, Ventile, Kältemodule) haben eine Designlebensdauer von ≥3 Jahren und die durchschnittliche Maschinenzeit (MTBF) ≥5000 Stunden;

​StromausfallschutzUnterstützung für unterbrechungsfreie Stromversorgung von UPS oder eingebaute Batterie (Aufrechterhaltung der Kühlung und Datenspeicherung ≥ 72 Stunden), automatische Speicherung der aktuellen Parameter und Probenaufnahmen nach Stromausfall.

III. Prüfmethoden

Die automatische Prüfung der Wasserqualität ist erforderlichStandardumweltbedingungen(Temperatur 20 ± 2 ° C, relative Luftfeuchtigkeit 45% ~ 55%) durchgeführt, Prüfung Projektabdeckung Funktion Validierung, Leistungsindikator-Test, Umweltanpassung Bewertung und Sicherheit Zuverlässigkeit Bewertung, spezifische Methoden wie folgt:

a) Grundfunktionelle Prüfung

​Probenmusterverifizierung​

​Zeitliche ProbenahmeFeste Zeitintervalle (z.B. alle 30 Minuten) festlegen, den Probenahmer starten und Abweichungen von der tatsächlichen Probenahmezeit und den Standardwerten aufzeichnen (mit einem hochpräzisen Sekundenzähler)

​Durchflussverhältnis ProbenahmeVerbinden Sie ein Standarddurchflussmesser (Genauigkeit ≤ ± 0,5%), simulieren Sie verschiedene Durchflusse (z. B. 5 m³ / h, 20 m³ / h), um zu überprüfen, ob das Verhältnis zwischen dem Probenvolumen und dem Durchfluss den eingestellten Werten entspricht;

​Ereignis-Trigger-ProbenahmeDie Probenahme wird durch einen externen Signalgenerator (z. B. ein Relais, das ein Übermaßsignal simuliert) ausgelöst, um die Verzögerungszeit von der Signaleingang bis zum Beginn der Probenahme zu erkennen (mit einem Oszilloskop oder einem Datenerfasser aufgezeichnet).

​Wasserproben-Aufbewahrungsfunktion​

​KältewirkungSetzen Sie den Probenahmer in einer normalen Temperaturumgebung und messen Sie die Wasserprobentemperatur alle 10 Minuten nach dem Start der Kühlung (mit Präzisionsthermometern), bis die Temperatur bei 2 ~ 5 ° C stabilisiert ist (Schwankungen ≤ ± 2 ° C sind qualifiziert);

​Konservierungsmittel hinzugefügtVerifizieren Sie die Zusatzmenge mittels Gewichts- oder Titrationsmethoden (z. B. 5 ml Salzsäure hinzufügen, tatsächliche Messung des Zusatzvolumenfehlers ≤ ± 2%).

(2) Leistungsindikatorenprüfung

​Genauigkeitsprüfung der Probenmenge​

Die Messung des einzelnen Probenvolumens mit einem Standardzylinder (Genauigkeit ± 0,1 mL) oder einer elektronischen Waage (Genauigkeit ± 0,01 g, Wasserdichte 1 g / mL) wird direkt mit einer 10-fachen kontinuierlichen Probenahme durchgeführt, um den Durchschnittswert und den einzelnen Fehler zu berechnen (Fehler = | Einzelwert - Durchschnittswert | / Durchschnittswert x 100%), die Anforderung ≤ ± 5%;

Bei gleichmäßiger Probenahme werden das Durchflussmessersignal und das Probenvolumen synchron aufgezeichnet und der lineare Korrelation zwischen Durchfluss und Probenvolumen berechnet (R² ≥ 0,999) und der Proportionsfehler (≤ ± 2%).

​Zeitgenauigkeitsprüfung​

Setzen Sie ein zeitgebendes Probenaufnahmeverfahren ein (z. B. eine ganzpunktliche Probenaufnahme pro Stunde), laufen Sie 24 Stunden kontinuierlich und erfassen Sie die Abweichung zwischen der tatsächlichen Probenaufnahmezeit und der theoretischen Zeit (Fehler = | tatsächliche Zeit - theoretische Zeit | / theoretische Zeit × 100%) und erfordern ≤ ± 1%.

​Temperaturkontrollprüfung​

Im Kältemodus wird der Temperatursensor (Genauigkeit ± 0,1 ° C) in der Nähe der Probenflasche platziert, die Wassertemperatur alle 5 Minuten erfasst, 2 Stunden kontinuierlich überwacht und der Temperaturschwankungsbereich (Maximum - Minimum) berechnet, der ≤ ± 2 ° C erfordert.

​Wiederholtes Testen​

Durchführen Sie 10 gleichwertige Probenahme (z. B. 50 mL pro Probe) in Folge, wiegen Sie die Masse jeder Probenahme mit einer präzisen Waage und berechnen Sie die relative Standardabweichung (RSD = Standardabweichung / Durchschnittswert x 100%), die ≤ 2% erfordert.

(3) Umweltanpassungsprüfung (optional, für spezielle Szenarien)

​Hoch- und TieftemperaturprüfungSetzen Sie den Probenahmer in eine Hoch- und Kryotemperatur-Prüfkammer (z. B. -10 ° C oder 40 ° C) und prüfen Sie nach 2 Stunden der Stabilität, ob die grundlegenden Funktionen (z. B. Probenahme, Kühlung, Datenübertragung) normal sind;

​Feuchtigkeitsprüfung48 Stunden in einer Umgebung mit einer Luftfeuchtigkeit von 95% ± 3%, um zu überprüfen, ob die Rohrleitung frei ist und ob die Schaltung kurzgeschlossen ist;

​VibrationstestsSimulation von Transportvibrationen (Frequenz 10 ~ 50 Hz, Beschleunigung 1 ~ 5 g) zur Erkennung der Strukturintegrität des Probenahmers und der Stabilität der Parameter.

d) Sicherheits- und Zuverlässigkeitsprüfung

​Elektrische SicherheitMessung des Isolationswiderstands zwischen dem Stromkabel und dem Gehäuse (≥100 MΩ) mit dem Isolationswiderstandstester, Ererdungswiderstand (≤4 Ω) mit dem Erdungswiderstandstester;

​StromausfallschutzKünstliche Abschaltung der Hauptstromversorgung, Beobachtung, ob das Kühlmodul im Betrieb bleibt (≥72 Stunden) und ob die Probenaufnahmen verloren gehen (Überprüfung durch Speicherdaten);

​​材料安全性​Die Probenflasche wird 24 Stunden in reinem Wasser eingetaucht, um den Gehalt an Schwermetallen (wie Blei, Cadmium) und organischen Stoffen (wie VOCs) in der Eintauchflüssigkeit zu prüfen (sollte unter den Grenzwerten der Grundwasserqualitätsnormen GB/T 14848-2017 liegen).

Zusammenfassung und Perspektiven

Der automatische Probenahmer für Wasserqualität ist die Kernausrüstung des Wasserqualitätsüberwachungssystems, dessen technische Anforderungen rund um„Präzise Probenahme, zuverlässige Aufbewahrung, intelligente Steuerung und Umweltanpassung“Die Prüfmethoden müssen streng auf die Standards basieren, um sicherzustellen, dass die Geräte die Compliance- und wissenschaftlichen Anforderungen in praktischen Anwendungen erfüllen.

In Zukunft, mit der Entwicklung der Online-Überwachungstechnologie, wird die Wasserqualität automatische Probenahmer„Multifunktionale Integration (z. B. Multiparameter-Online-Analyse-Linking), Miniaturisierung (tragbare Notfallprobenangabe), Intelligenz (adaptive AI-Probenahme-Strategie)“Die Entwicklung der Richtung erfordert eine weitere Optimierung der Verschmutzungsbeständigkeit des Materials (Reduzierung von Wasserrückständen und Adsorptionsstörungen) und eines energiearmen Designs (Anpassung an die Einschränkungen der Stromversorgung in abgelegenen Gebieten), um eine stärkere technische Unterstützung für die präzise Verwaltung der Wasserumgebung zu bieten.

​AnmerkungenBei der tatsächlichen Prüfung und Akzeptanz müssen die spezifischen Standardversionen (z. B. die neueste Version HJ/T 372 oder die Anforderungen der lokalen Umweltbehörden) und die Parameter der Geräteanleitung kombiniert werden.