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二次供水水質監測微系統方案

來源:山東博科儀器有限公司   2025年05月19日 17:43  

  【BK-GSZ04】山東博科儀器團結、拼搏、務實,共創企業美好明天。

  二次供水水質監測微系統方案

  二次供水作為城市供水末端環節,易受儲水設施老化、管網污染及用水波動影響。本方案聚焦濁度、pH、余氯、溫度四項核心指標,設計微型化、低功耗、智能化的水質監測微系統,實現風險實時預警與精準管控。

  一、系統架構設計

  微型多參數傳感器模塊

  采用MEMS工藝集成光學濁度傳感器(0-10 NTU/0.001 NTU分辨率)、離子選擇性pH電極(0-14/±0.01)、余氯電化學探頭(0-5 mg/L/±0.02)及NTC熱敏電阻(-10-60℃/±0.2℃),模塊體積≤5 cm3,功耗<0.5 W。傳感器表面涂覆超疏水-抗菌涂層,減少生物膜附著,維護周期延長至6個月。

  邊緣計算與通信單元

  搭載低功耗ARM Cortex-M4處理器,內置LSTM神經網絡模型,實現水質趨勢預測與異常識別。例如,通過余氯衰減速率預測微生物超標風險,提前4小時預警。通信模塊支持LoRaWAN+NB-IoT雙模切換,數據傳輸間隔可調(5分鐘-24小時),覆蓋地下泵房等弱信號區域。

  二、功能實現與技術創新

  動態閾值與自適應校準

  系統結合用水時段(高峰/低谷)、季節溫濕度及歷史數據,動態調整水質閾值。例如,夏季高溫時將余氯預警值從0.3 mg/L下調至0.25 mg/L,并聯動加氯泵自動補償。傳感器采用三點標定法,通過云端下發校準參數,實現遠程自校準。

  故障自診斷與自恢復

  內置多級自檢程序,實時監測傳感器漂移、電路短路及通信中斷等問題。例如,當濁度數據異常波動時,系統自動啟動超聲波清洗模塊清除探頭污垢;若pH電極失效,則切換至備用通道并推送維護提醒,保障數據連續性。

  三、部署與應用場景

  泵房與水箱全覆蓋

  在二次供水泵房、屋頂水箱及管網末梢部署微系統節點,按“1個泵房+2個水箱”的密度覆蓋社區。例如,某小區通過10臺設備實現全流程監控,水質異常響應時間從4小時壓縮至10分鐘。

  云平臺聯動與決策支持

  數據上傳至供水企業云平臺,結合GIS地圖與BIM模型可視化展示水質分布。例如,通過熱力圖定位濁度超標區域,調度運維人員優先處理;利用數字孿生技術模擬儲水罐沖洗效果,優化維護方案。

  本方案通過微型化設計、邊緣智能與物聯網融合,構建低成本、高可靠的二次供水水質監測體系,為城市供水安全提供技術保障。


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