水质监测系统

系统概述

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。该系统可高精度的在线智能监测水位，水温，水电导率，PH值，浊度，溶解氧指标。

应用领域
· 水文
· 监测预警

· 水坝监测
· 气象和科学应用

系统结构图

主要水质仪器设备介绍

CR1000X数据采集器

CR1000X同时具备低功耗的优势，体现在传感器测量、直接/远程通讯连接、数据分析、外部设备控制、数据和程序存储等方面。CR1000X采用密封装置屏蔽射频干扰，具备精密时钟、类BASIC编程语言、数据处理和分析等功能。

l CPU: 32位处理器FPU,100MHz

l 内存: 128 MB，可通过MicroSD卡扩展至8G

l 时钟精度: ±3 分钟/年, 10 µs （选配GPS)

l USB micro B 接口直连PC, 全速2.0 , 12 Mbps

l 10/100 RJ45 以太网口

l CS I/O 接口：连接CSI设备和显示

l RS-232/CPI 接口：CDM同步模块终端扩展接口

l 通讯协议: PakBus, Modbus, DNP3, NTCIP, NMEA 0183等等

l 两个SW12接口：用来给传感器或者通讯设备供电, 1.3 A @

l -40°C, 0.47 A @ 80°C

l 功耗 @ 12 Vdc: < 1 mA (待机), 1 mA (运行, 1 Hz扫描), 55 mA (运

l 行, 20 Hz 扫描), 运行 + 25 mA (RS-232/RS-485), 运行 + 48 mA

l 以太网通讯

l 4个激发端口 (VX1 - VX4) 用来提供传感器激发或者控制供电

l 100欧盟电阻接线端子 用来测量0-20ma和4-20ma电流信号

l 模拟输入端口 (SE1 - SE16)

l 16个单端或8个差分接口，*大量程±5000 mV 。A/D转换：24 位

l 桥式电阻测量

l 热电偶测量

l 周期平均测量

l 2个脉冲计数端口 (P1, P2) ：开关量计算，低频交流脉冲、高频脉冲信号

l 8个C口 (C1 - C8)

l 模拟测量精度 ±(0.04% 量程 + 偏移)

l *高分辨率: 0.02 µV RMS

l 工作温度: -40° to +70°C s标准,

l -55° to +85°C 扩展后

l 重量: 0.86 kg (1.9 lb)

l 外形尺寸: 23.8 cm x 10.1 cm x 6.2 cm (9.4 英寸 x 4.0英寸 x 2.4英寸)

CS451水位传感器：

美国Campbell公司生产的CS451和CS456水压传感器可提供精准、可靠的水压和水温数据，其结构设计坚固耐用，非常适合于如水井、沟渠、水塘、溪流、湖泊、港口等各种环境下水位的测量，另外，NPT装置使其可应用于密闭管道中。

两种传感器可通过SDI12或RS232数字式输出压力和温度，能够与所有兼容SDI-12或RS232 输出的记录设备连接，也可连接在Campbell公司的数据采集器上。

传感器由一个压阻式传感器和一个温度传感器组成

CS451是316L型不锈钢筒体外壳，可置于大多数的沟渠、测井、池塘、湖泊和溪流的环境中；

CS456是耐磨的钛合金筒体外壳，可置于盐水或其他更加恶劣的环境中。

探头顶端类型：

-SN

-WN

-NN

特点

★ 兼容带有SDI-12或RS-232输出的各种记录设备，也可以与Campbell的数据采集器连接

★ 在0~60℃温度范围内，标准精度±0.1%FS,也可选择±0.05%FS高精度

★ 24位A/D转换，具备全温度补偿修正，精度高，性能优异

★ 不锈钢（或钛合金）外壳，保证传感器的稳定性和可靠性

★ 测量间隙可设置低供电的休眠状态，大大缩减电源功耗

主要技术参数

• 电源：6~18 Vdc
• 测量时间：<1.5s
• 信号输出：SDI-12、RS-232
• 精度：±0.1% FS TEB，也可选择±0.05%FS高精度
• 分辨率：0.0035% FS
• 超压：2倍量程
• 干燥环境存储温度：-10~80℃
• 工作温度：0~60℃
• 温度精度：±0.2℃
• 耗电量：<50μA（睡眠时），8mA（1Hz测量时），*大40mA
• *大电缆长度：457m（SDI-12:1个传感器接1个通道）；60m（SDI-12:10个传感器接1个通道），60m（RS232）
• 尺寸：长21.34cm 直径2.13cm
• 重量（不含电缆）：0.17kg（CS451），0.10kg（CS456）

109水温传感器

通过一个电热调节器测量温度，电缆长度可以根据用户的需要进行选择，*大电缆长度为1000英尺。

109温度传感器设计为CR200系列数据采集器，通过特殊的指令测量温度。传感器的应用范围比较广泛，可以测量空气/土壤/水的温度。测量空气温度，使用41303防辐射罩。如果在水中使用，*深距离可以达到50英尺。

技术性能参数 

• 测量范围：－50℃～70℃
• 电热调节器可交换性误差：小于±0.2℃,在0～70℃时；±0.5℃在－50℃时
• 工作温度：－50℃～100℃
• 线性误差：在－50℃时*大误差为0.03℃
• 时间常数：风速为5米/秒时在30到60秒之间

CS547A水电导率传感器

CS547A水体电导率传感器用于测量水体的温度、电导率和总溶解固体。它可适合于地表水测量，实验室和工业应用。当用其测量地下水时，需要为其添加配重，以使其能够*浸没在水中。它具有易清洁，抗腐蚀性强的优点，探头的安装与拆卸都十分简便。当CS547A水体电导率传感器和数据采集器直接连接时，需要添加一个A547接口模块。当有多个CS547A需组合使用时，可通过AM16/32B扩展板和一个A547接口模块来实现。

技术规格

产地：美国

CS526-L    PH值传感器

Campbell Scientific公司的CS526PH至探头提供可靠的，精准的PH值测量，测量实现了*的温度补偿。该探头可以用于水中，也可以用在半凝固溶液中，可以沉浸在水中，或者储藏罐中、管道中，开放的渠道中。

CS526使用了SENTRON的高科技，离子敏感场效应管(ISFET)半导体作为传感器的PH值感应元件，探头包含了一个银/氯化银-参比系统。ISFET技术是目前在PH值测量领域较有效的监测方法。使用这种技术，在恶劣的PH环境中相当于降低了酸性或碱性误差。CS526可以监测高固体、侵略性化学品，或者生物材料的PH值，而这些材料可能会污染堵塞传统的玻璃电极的PH值探头的联结点。

CS526耐用的设计非常适合用于几乎所有的液体PH值监测应用，从实验室到环境应用均可。探头的电子元件部分安全的嵌在耐用的PEEK材料体里面。消除了传统玻璃电极容易被破坏的隐患，保证了CS525可以更加持久，更加安全的使用。

特点

※     革新的ISFET pH感应元件

※     PH环境中较好的测量仪器，无堵塞，无污染

※     容易清洗

※     比传统的玻璃PH电极更耐用

※     可以长期放置在测量现场，兼容Campbell公司的数据采集器（含CR200系统数据采集器）严格的质量控制下设计和生产

※     ISO 9001环境下控制，每个传感器都经过了独立测试

※     通过CE认证

※     *的温度补偿

技术性能参数

• pH测量范围：0 - 14
• 供电需求：4.5 - 5.5 Vdc
• 电流消耗：2 mA
• 测量时间：200 ms < t67% < 500 ms
• 输出：0 - +5000 mV; +2700 mV @ pH7，25°C；灵敏度，270 mV - 330 mV/pH @ 25°C
• 精度：±0.1 pH，两点标定
• 工作温度范围：0  - 70℃
• 可承受水压：0 - 30 kPa (0 - 45 psi)
• *大电缆长度：30 m (100 ft)
• 电缆类型：一对双绞线，22 AWG，Santoprene外套
• 传感器材料：PEEK
• 尺寸长度：190 mm (7.48英寸)
• 直径：16mm (0.63英寸)
• 重量：318 g (11.2 oz.)，含10英尺电缆

OBS-3+浊度传感器

可以潜入水中的一个浊度传感器，传感器由 D & A Instrument公司制造。传感器采用的是后散射方法测量浊度，测量范围在0—4000NTU。探头提供三点标定，目前兼容我们的采集器有CR1000X，CR3000。

技术性能参数

• 非稳定性：0.25NTU或1%读数，二者选*大
• 漂移：＜2%/年
• 设置时间：＜1s
• 输入电压：5—15Vdc（电压输出）；9—15Vdc（电流输出）
• 电流消耗：15mA
• *大深度：500m
• 红外波长：850nm
• 尺寸：直径2.5cm，长度14.1cm
• 重量：181.4g

CS511溶解氧传感器

CS511是一个耐用的、维护量低的传感器，由Sensorex制造。传感器内部有一个自偏振自发电池，该电池可以把当前测量的介质的溶氧总数量转换为毫伏级输出信号。氧气扩散到阴极隔膜上，然后就会产生一个化学反应。化学反应就会产生一个电流，然后再通过电阻把电流信号转换为电压信号。同时，传感器内部有一个热敏电阻提供自动温度补偿。

可选项

当传感器在流速低于2.5cm/s的水中测量时，可选择PT4搅拌器。搅拌器可以推动水的流动，来提高测量的精度。

技术性能参数

• 范围：0—20mg/l，0—200%
• 输出：1.65mv±0.45mv/mg/l
• 精度：±2%
• 响应时间：平衡后，1分钟达到95%的*终值
• *小水流速度：5cm/s通过隔膜
• *小淹没深度：6.35cm
• 工作温度范围：0—50℃
• 压力：0—100psig
• 温度补偿：4—40℃自动补偿
• 电极材料：Ag阴极/Zn阳极
• 探头材料：NaCl
• 尺寸：直径5.59cm，高度5.59cm
• 重量：0.50kg，含10英尺2芯电缆
• 可选择PT4搅拌器：12Vdc，0.9A

参考文献