多参数水质测量仪系统集成技术研究

多参数水质测量仪系统集成技术研究 第 27 卷 第 3 期 海 洋 技 术, No.3 Vol.27 2008 年 9 月Sept, 2008 OCEAN TECHNOLOGY 多参数水质仪在海洋调查中的应用和质量控制 郭心顺, 袁志伟 ( , 山东青岛 266003) 中国海洋大学船舶中心 摘 要: 多参数水质仪在海洋监测与海洋调查中普遍采用, 如何获取可靠高质量的资料, 质量控制是关键。根据多参 数水质仪特点, 结合多年海上观测经验, 以加拿大 RBR 公司 XR 系列多参数水质仪为例介绍多参数水质仪种类、结构 组成、应用注意事项, 并着重探讨了在海洋调查过程中质量控制方法。为使用过程中减少故障率, 获取高质量的海洋调 查资料提供参考。 关键词: 多参数水质仪; 海洋调查; 质量控制 中图分类号: P71 文献标识码: B 文章编号: 1003- 2029( 2008) 03- 0115- 03 进行数据采集和存储。 由于直读式水质仪和自容式水 质 仪 水 下 机 的 区 别 部 分 引言1 都隐含在机壳内部, 其外形结构基本相同。独立式水下机的 外形结构如图 1 所示。 海洋环境多参数水质仪主要应用于海洋调查船、海洋浮 ( T) 标、海洋站和其它监测平台上定点测量层海水的温度、盐 1 - 1度( S) 、电导率( C) 、氯化物( Cl) 、深度( D) 、pH、溶解氧( DO) 、 2 度( Tur) 、氧 化 还 原 电 位( ORP) 、叶 绿 素( Chl) 、荧 光 物 质 浊 - 21+1- ( Flu) 、硫 化 物( S) 、硝 酸 盐 氮( NO- N) 和 氨 氮( NH- N) 等 34 环境要素, 为海洋环境保护、海洋工程建设、海水水面 养殖、 海洋资源开发和海洋科学研究提供海洋环境调查资料。 7 多参数水质仪分类与组成2 3 6 45 多参数水质仪按其 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 数据的形 式 不 同 分 为 直 读 式 和1.输出接口; 2.仪器外壳; 3.氨氮传感器; 4.pH 传感器; 5.盐度传感器; 自容式两大类。直读式水质仪主要由水上机和水下机组成, 6.溶解氧传感器; 7.传感器保护罩。 二者由信号传输电缆连接。水下机安装有多参数传感器, 内 图 1 独立式水下机外形结构示意例图 置信号转换电路和微处理器。水上机由数据读取装置、数据 采集和存储器、直流电源组成。自容式仅有可独立工作的水 下机。水下机除具有相同的多参数传感器、信号转换电路和 微处理器外, 内置有直流电源, 存储模块和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 接口。数据回 3 多参数水质仪的使用放时, 可通过通信电缆与水上机或数据读取装置相连。 海洋环境多参数水质仪按其水下 机 的 结 构 形 式 不 同 也 为了确保仪器安全使用, 获得高质量的海洋调查资料, 分为独立式和分离式两种。独立式的各类传感器固定在水下 下面以加拿大 RBR 公司生产的 XR- 420 和 XR- 620 系 列 仪 机中央处理器的下部, 与主机形成独立的一体。而分离式则 器为例介绍多参数水质仪在海洋调查中的使用方法。, 这些外挂传感器通 有部分传感器挂靠在中央处理器的周围 , 将检测信号输入中央处理器, ( 1) 确认仪器所带传感器的最大工作深度, 避免超出传 过电缆与中央处理器相连接 感器的工作压力范围。 如果在潮湿的环境打开仪器后盖, 必须在仪器仓内 ( 2) 放置防潮剂。否则内部潮湿的热空气会随着仪器下放过程中收稿日期: 2008- 03- 18 由于温度降低而凝结为水珠导致电路板受损。 作者简介: 郭心顺( 1967—) , 男, 山东莱芜人, 高级工程师, 主要从事 ( 3) 禁止用锐利物体触碰压力传感器。在淤积或生物附 海洋调查与研究。 洗。 ( 4) XR- 420 和 XR- 620 系列仪器有两个盖子, 仅允许打 开后盖( 带有一个小孔) 图 2, 切勿试图拧开传感器一端以免 , 请避免手接触涂抹 导致仪器内部完全损坏。反时针拧开时 了防水硅油的黑色 O 型圈, 注意避免任何杂物粘在 O 型圈 或接口处, 比如细细的头发、灰尘等, 否则将导致仪器进 水, 损坏仪器。打开后, 请勿碰及电路板任何部位 。 图 3 固定仪器的正确与错误方法 完成上述所有工作后, 在仪器下水之前 , 对仪器进行整 机通电检试, 确保各个传感器处于正常的工作状态。 图 2 XR- 420 和 XR- 620 系列仪器后盖 4 质量控制 ( 5) 水密性检查。仪器下水前一定要仔细检查, 确保 O 4.1 实验室标定 型圈洁净无外伤, 四周均匀涂抹了一薄 层防水硅油, 接口处 温度、盐度和压力传感器等传感器在出航前依照海洋调 如果发查 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求, 必须经国家标准计量单位进行标定。 O 型圈有外伤划痕, 请立即更换 O 型圈! 洁净; 如果 4.2 投放过程中质量控制 现放置 O , 请取下 O 型圈, 型圈的凹槽内有脏东西彻底清洁 在 海 上 投 放 过 程 中 可 以 采 取 一 下 措 施 进 行 质 量 控 制 。 凹槽。更换时不能用螺丝刀等金属工具伤及 O 型圈, 可用塑 ( 1) 在 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 层反复投放和回收, 尽量消 除零漂效应减小 压 力 传 料的笔帽柄, 轻轻取下 O 型圈后彻底清洁凹槽( 不能用掉屑 感器的误差。( 2) 入水后在表层进行充分感温, 一般不低于 3 的纸巾或布) , 如果发现凹槽有划痕等不平整的地方, 切勿下 水! 先在干净平整的凹槽内涂抹一薄层均匀的防水硅油, 然 min。( 3) 每天至少一次用实验室盐度计与盐度传感器进行比 后将新的 O 型圈四周再涂抹一薄层均匀的硅油, 将 O 型圈套 , , 确认传感器获 对用颠倒温度计和温度传感器进行比对取入凹槽内, 再涂抹一薄层硅油。盖子用手拧紧到底, 不要用扳 数据的可信度和精度。( 4) 合理控制投放速度。( 5) 仪器出水 , 切勿涂抹质量不好的 手。仅允许使用厂家提供的防水硅油后及时用淡水冲洗, pH 和 ORP 探头必须保存在 KC 的 缓 冲 其他油类! 注意经常保养 O 型圈: 水密性取决于 O 型圈是否 液内。完整无缺, 是否洁净无杂物。 4.3 现场标定 4.3.1 pH 传感器的现场标定 采用 pH 值为 7 和 9 的标准液两点定标法。一般一周标 ( 6) 电量检测。进行完水密性的检查之后, 在正式下水之 : 定一次。步骤如下前对仪器的电量进行检测。对于自容式的仪器, 这一点是至 ( 1) 摘掉 pH 传感器保护套, 用蒸馏水冲洗温度及 pH 探 关重要的。XR 系列仪器拧开后盖后, 用手拧开里面的黑色螺 ; 头后将其擦干帽, 拉出电池舱, 取下旧电池, 装上新电池( 注意参照电池舱 ( 2) 用蒸馏水清洗专用标定容器, 擦干后放入 pH 为 7 上标示的正负极, 不要装反! ) 。安装完毕, 用万用表测量电压 的标准液。将 pH 探头和温度探头浸入溶液中; 值, 确认具备足够电压。 ( 3) 单击软件的标定按纽, 并单击“start”, 5 s 后显示 pH 数字值、实际值和温度值; 内存容量的查验。在调查现场拧开仪器后盖后, 会看 ( 7) ( 4) 2 min 后显示数字值趋于稳定后单击“p.H NO.1”, 并 见里面有个数据线接口, 插入类似电话线的数据线, 另一头 输入实际标准液的 pH 值( 标准液的 pH 值随温度而变, 实际 接电脑的 RS- 232 接口, 连通后就可以下载数据。读取数据, 的 pH ) ; 值可以在标准液瓶上的标签中读取将仪器擦干并横卧, 避免开口向上, 这样可以防止滴入水珠。 ( 5) 将另一个标定容器用蒸馏水洗净并放入 pH 值为 9 完数据之后, 根据将要投放深度情况, 确定是否清空内 读取的标准液。将 pH 探头和温度探头放入容器中。2 min 后等显 存。p.H NO.2”并输入实际的 pH 值; 示值再次趋向稳定后单击“( 8) 仪器固定。固定时避免外力对仪器外壳不均匀的挤 ( 6) 单击“Calculating p.H Coef”计算 pH 标定参数。单击 压。任何与仪器接触不均匀的固定夹将会导致仪器外壳受力 “stop”后按下“Save p.H Coef”仪器将自动存储输入的 校 定 参 不均匀, 可能导致仪器进水。可以采用塑料固定夹或棉绳进 行捆绑, 应尽量避免刚性的固定夹, 如果必须使用, 须加橡胶 , 确保与仪器外壳接触均匀, 切勿 垫。固定夹应夹在仪器两端 多参数水质仪在海洋调查中的应用和质量控制 117 郭心顺等: 第 3 期 数。8) 点击“Calibration Function/ Enter & View Calibration ( 4.3.2 溶氧传感器的现场标定 constants”将这 4 个值输入仪器。 输入成功后, 仪器将自动存储输入的校 , 准常数读数便 凹凸不平或长了藻 检查溶氧膜, 发现有破损, 褶皱, 1) ( ; 是校准后的读数类等无法去除的情形, 及时更换新的溶氧膜和 O 型圈; 一般 1 个月内储存溶氧探头时, 将红色 O 型圈向下滑入 ( 2) 准备 2 个 500 ml 玻璃杯和将要测量站点的水 1 000 , 将探头套住, 避免探头 凹槽。同时用盛少量自来水的塑料袋ml, 其中一个杯子倒入饱和气体的水( 曝气 1~2 h 或在瓶子中 内的 KCl , 须将溶氧探头内的 KCl 溶液干涸。如果长期存放充分摇晃震荡的水, 100%饱和) 。另一个杯子中加入溶解有 溶液清洗掉, 重新使用前再加入 KCl 溶液, 并进行标定。10 g 亚硫酸钠的水( 溶氧为 0 的水) , 搅拌充分, 备用; 4.3.3 叶绿素和浊度传感器现场判定 ( 3) 启动仪器, 采样间隔设为 10 s, 将溶氧传感器( 红色 叶绿素和浊度传感器, 由于测量的都是和光学相关的参 O 型圈已经往上滑离凹槽) 先浸入溶氧为 0 的 杯 子 中 , 轻 轻 数, 所以要特别注意保护好其光学窗口。进行投放之前, 一定 搅拌几分钟, 若溶氧探头顶部滞留气泡, 用手轻轻赶走气泡。 要保证光学窗口光滑, 没有污物。不要用粗燥的布料擦拭叶 然后将溶氧探头浸入溶氧为 100%的杯子中, 停留几分钟; 绿素和浊度探头的光学窗 口, 如有污垢, 应该用软布蘸肥皂 , 应返厂维修或更换。 水轻轻擦拭。若光学窗口出现划痕 ( 4) 读取数据( 点击 Retrieve the data) , 在 屏 幕 上 显 示 数 据, 然后点击“save”保存文件, 在默认的 Dat 文件夹里; ( 5) 点击“file”,“read a Hex file”, 在 HEX 文件 夹 里 读 取 , , 才保存的文件此时屏幕显示刚才测量的数据点击 刚 5 结论“Calibration Functions/view statistics” 后 点 击 “Change data view”此时屏幕上显示的是平均值“logger units”; ( 6) 将鼠标分别指向 0% 和 100%两种状态下, 选取读数 大量高精度、现代化的海洋调查洋调查仪器在海洋调查最稳定( 即曲线平坦) 的两段, 取两个读数; 中的运用, 极大地推进了海洋 科学的发展, 如何利用这些先 关 心 ( 7) 将 这 两 个 读 数 分 别 输 入 到 Excell 文 件 中 的 D15 和 进的调查仪器获取让人满意的海洋调查资料成为普 遍 , 是获取可靠数据减少偏 的问题。切实有效的质量控制方法 差的重要环节, 是海洋科学研究与发展的有力保障和客观依 两点校准时D16, 文件会显示 4 个校准常数的值, a, b, c 和 d( 据。c 和 d 永远是 0) ; 参考文献: [1] 刘雪堂, 林红军. 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The quality control method is discussed emphatically in marine investigation process, which provides a reference for high quality marine investigation and to reduce failure. Key wor ds: multi parameter water probe meter; marine research; quality control