I. Aperçu

　　Échantillonneur automatique de la qualité de l'eauEst utilisé pourCollecte, conservation et transmission automatiques d'échantillons d'eauL'équipement instrumental, largement utilisé dans les stations de surveillance de l'environnement, les usines de traitement des eaux usées, les égouts industriels, la protection des sources d'eau et d'autres domaines, est un outil clé pour la surveillance de la qualité de l'eau et la traçabilité de la pollution. Sa fonction principale est la collecte automatique d'échantillons d'eau représentatifs selon des procédures prédéfinies (p. ex., intervalles de temps, proportions de débit, déclenchement d'événements, etc.) et le maintien de la stabilité des échantillons d'eau par réfrigération, ajout d'agents conservateurs, etc., afin de fournir des échantillons fiables pour des analyses de laboratoire ultérieures (p. ex., détection de métaux lourds, de matières organiques, de sels nutritifs, etc.).

Avec l'amélioration des exigences réglementaires environnementales (telles que la loi chinoise sur la prévention et la prévention de la pollution de l'eau, le programme de construction d'un réseau de surveillance environnementale écologique) et le développement de la technologie de surveillance en ligne, l'échantillonneur automatique de la qualité de l'eau doit répondreHaute précision, haute fiabilité, intelligence et conformitéLes exigences. Cet article est basé sur des normes nationales et internationales pertinentes (telles que HJ / t 372 - 2007, exigences techniques et méthodes de détection pour les échantillonneurs automatiques de qualité de l'eau, HJ 353 - 2019, spécifications techniques pour l'installation de systèmes de surveillance en ligne des sources de pollution de l'eau, etc.) qui exposent systématiquement leurs exigences techniques et leurs méthodes de détection.

II. Exigences techniques

Exigences techniques relatives aux échantillonneurs automatiques de qualité de l'eau couvertesFonctions essentielles, indicateurs de performance, adaptabilité environnementale, sécurité et fiabilitéQuatre grandes dimensions, comme suit:

Catégories d'indicateurs	Exigences spécifiques (référence HJ / t 372 - 2007 et pratiques de l'industrie)
Précision de la quantité d'échantillon	Erreur de volume d'échantillonnage unique ≤ ± 5% (ou erreur absolue ≤ ± 2 ml, prendre une valeur plus stricte); Erreur de mesure du débit ≤ ± 2% lors de l'échantillonnage isoproportionnel (correspondant au débitmètre correspondant)
Précision du temps	Erreur temporelle d'échantillonnage ≤ ± 1% (ou erreur absolue ≤ ± 1 minute / jour)
Contrôle de la température	La température de l'échantillon d'eau en mode réfrigéré est maintenue à 2 ~ 5 ℃ (fluctuation ≤ ± 2 ℃), - 20 ℃ modèle fluctuation ≤ ± 3 ℃
Système de lignes	En utilisant des matériaux inertes (tels que PTFE, gel de silice, acier inoxydable), résistant aux solutions acides et alcalines de pH 1 ~ 14 et aux solvants organiques; Diamètre intérieur de la ligne ≤ 2 mm (réduction des résidus par rapport à l'adsorption)
Répétabilité	Écart type relatif de la quantité d'échantillon unique ≤ 2% lors de plusieurs échantillonnages égaux consécutifs (≥ 5)
Temps de réponse	Délai ≤ 10 secondes entre l'entrée du signal et le début de l'échantillonnage déclenché par l'événement (plus rapide en cas d'urgence)

(i) Exigences fonctionnelles de base

Diversité des modes d'échantillonnage

échantillonnage temporel: prélèvement d'échantillons d'eau à volume fixe à des intervalles prédéfinis (par exemple, toutes les heures, tous les jours) (la quantité d'échantillon unique est généralement de 5 à 500 ml, réglable);

Échantillonnage proportionnel du débit: prélèvement proportionnel d'échantillons d'eau (par exemple, 10 ml pour chaque augmentation de 10 m³ du débit) en fonction du signal du débitmètre (par exemple, débitmètre électromagnétique, débitmètre à ultrasons), adapté à la surveillance dynamique des effluents;

Échantillonnage mixte isochrone: prélever et mélanger plusieurs échantillons d'eau sur une période de temps déterminée (p. ex., 24 heures) (p. ex., prendre 1 échantillon toutes les 1 heure et finalement mélanger 1 échantillon composite de 24 heures);

Événement déclenche l'échantillonnage: prélèvement immédiat d'échantillons d'eau en réponse à des signaux externes (par exemple, alarme de dépassement, signal de capteur de mutation de la qualité de l'eau) pour la surveillance d'urgence des accidents de pollution;

Échantillonnage contrôlé à distance: prend en charge la réception d'instructions à distance (telles que les commandes de sous - échantillonnage de la plate - forme du Ministère de l'environnement) via des communications sans fil (telles que 4g / 5G, Nb - IOT) ou des réseaux câblés.

Conservation et prétraitement des échantillons d'eau

Fonction de réfrigération: compresseur intégré ou module de réfrigération à semi - conducteur pour contrôler la température de conservation de l'échantillon d'eau à 2 ~ 5 ℃ (certains modèles peuvent atteindre - 20 ℃), retarder l'activité microbienne et la réaction chimique;

Ajouter un conservateur: prend en charge l'ajout automatique de fixateurs (tels que l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, l'hydroxyde de sodium, etc., pour ajuster le pH ou stabiliser les métaux lourds / matières organiques), les types de conservateurs et les paramètres programmables de dosage;

Conception anti - pollution: les flacons d'échantillonnage (généralement en polyéthylène, en verre ou en acier inoxydable) sont scellés avec un bouchon hermétique ou un matériau inerte pour éviter le mélange d'impuretés extérieures; Certains modèles sont équipés d'une fonction de nettoyage automatique (rinçage des conduites à l'eau pure avant et après échantillonnage).

Contrôle intelligent et gestion des données

Configuration programmée: réglage des paramètres d'échantillonnage (temps, volume, mode, etc.) via l'écran tactile ou le logiciel de la machine de réglage, prise en charge de plusieurs groupes de commutateurs de programmes prédéfinis;

Stockage et transfert de données: enregistrement du temps d'échantillonnage, du volume, du mode, des informations sur les pannes, etc. Journal (capacité de stockage ≥ 10 000 barres), peut être téléchargé sur la plate - forme de surveillance via RS - 232 / 485, Ethernet ou communication sans fil;

Alarme de défaut: alerte sonore et optique ou message à distance en cas de pénurie d'eau, de blocage des lignes, de panne de réfrigération, d'anomalie d'alimentation, etc.

Ii) Exigences relatives aux indicateurs de performance

Iii) Exigences en matière d'adaptabilité environnementale

Plage de température: température de l'environnement de travail - 10 ~ 40 ℃ (certains modèles de type extérieur tolèrent - 20 ~ 50 ℃);

Plage d'humidité: humidité relative ≤ 90% (sans condensation);

Niveau de protection: les modèles d'installation extérieure doivent atteindre ip65 et plus (étanche à la poussière et à l'eau, empêche la pluie, la poussière d'envahir);

Capacité anti - interférence: résiste aux interférences de champ électrique de 50 Hz / 100 V / M, aux interférences de champ magnétique de 10 V / M et aux vibrations mécaniques (conforme aux normes de compatibilité électromagnétique de la série GB / t 17626).

Iv) Exigences en matière de sécurité et de fiabilité

Sécurité électrique: résistance à la terre ≤ 4 Ω, résistance d'isolation ≥ 100 mΩ (protection contre les risques de fuite);

​材料安全性​: les composants qui entrent en contact avec l'échantillon d'eau (p. ex., les tuyaux, les bouteilles d'échantillonnage) doivent être conformes aux normes de qualité alimentaire ou de qualité analytique (pour éviter la contamination de l'échantillon d'eau par le rejet de substances toxiques);

Durée de vie utile: durée de vie de conception des composants clés (par exemple, pompe, vanne, module de réfrigération) ≥ 3 ans, temps moyen de la machine entière (MTBF) ≥ 5 000 heures;

Protection contre les coupures de courantPrise en charge de l'alimentation sans interruption UPS ou de la batterie intégrée (maintien de la réfrigération et du stockage des données pendant ≥ 72 heures), sauvegarde automatique des paramètres actuels et des enregistrements d'échantillonnage après la mise hors tension.

Iii. Méthodes de détection

La détection de l'échantillonneur automatique de la qualité de l'eau est requise dansConditions environnementales standard(température 20 ± 2 ℃, humidité relative 45% ~ 55%) est effectuée, la vérification de la fonction de couverture du projet d'essai, l'essai d'indicateur de performance, l'évaluation de l'adaptabilité environnementale et l'évaluation de la sécurité et de la fiabilité, les méthodes spécifiques sont les suivantes:

(i) Détection fonctionnelle de base

Vérification du mode d'échantillonnage

échantillonnage temporel: réglage d'intervalles de temps fixes (par exemple toutes les 30 minutes), démarrage de l'échantillonneur et enregistrement de l'écart du point de temps d'échantillonnage réel par rapport à la valeur prédéfinie (chronométrage avec un chronomètre de haute précision);

Échantillonnage proportionnel du débit: raccordement d'un débitmètre standard (précision ≤ ± 0,5%), simulation de différents débits (par exemple 5 m³ / h, 20 m³ / h), vérification de la proportionnalité du volume d'échantillonnage par rapport au débit conformément aux valeurs de consigne;

Événement déclenche l'échantillonnage: détection du temps de retard entre l'entrée du signal et le début de l'échantillonnage (enregistré à l'aide d'un oscilloscope ou d'un capteur de données) en déclenchant l'échantillonnage au moyen d'un générateur de signal externe tel qu'un signal de dépassement analogique à relais.

Détection de la fonction de conservation des échantillons d'eau

Effet de réfrigération: placer l'échantillonneur dans un environnement à température normale, mesurer la température de l'échantillon d'eau toutes les 10 minutes après le démarrage de la réfrigération (avec un thermomètre de précision) jusqu'à ce que la température se stabilise à 2 ~ 5 ℃ (fluctuation ≤ ± 2 ℃ est qualifiée);

Conservateur ajouter: la quantité ajoutée est vérifiée par la méthode de pesage ou la méthode de titrage (par exemple, l'ajout de 5 ml d'acide chlorhydrique est réglé et la mesure réelle de l'erreur de volume ajoutée ≤ ± 2%).

Ii) Détection des indicateurs de performance

Test de précision de la quantité d'échantillon

Mesure directe du volume d'échantillonnage unique à l'aide d'un cylindre gradué standard (précision ± 0,1 ML) ou d'une balance électronique (précision ± 0,01 G, densité de l'eau 1 G / ML), échantillonnage continu 10 fois, calcul de la moyenne par rapport à l'erreur unique (erreur = | valeur unique - moyenne | / moyenne × 100%), exigence ≤ 5%;

Lors de l'échantillonnage isoproportionnel, le signal du débitmètre et le volume d'échantillonnage sont enregistrés de manière synchrone, le coefficient de corrélation linéaire débit - volume d'échantillonnage est calculé (r² ≥ 0999) et l'erreur de proportionnalité (≤ ± 2%).

Test de précision temporelle

Mettre en place un programme d'échantillonnage temporel (par exemple, échantillonnage en points entiers toutes les heures), exécuter en continu pendant 24 heures, enregistrer l'écart entre le temps d'échantillonnage réel et le temps théorique (erreur = | temps réel - temps théorique | / temps théorique × 100%), exiger ≤ ± 1%.

Test de contrôle de la température

En mode réfrigéré, placer le capteur de température (précision ± 0,1 °C) près de la bouteille d'échantillonnage, enregistrer la température de l'eau toutes les 5 minutes, surveiller en continu pendant 2 heures, calculer la plage de fluctuation de température (max - min), exiger ≤ ± 2 °C.

Test de répétabilité

Effectuer 10 échantillonnages égaux consécutifs (par exemple 50 ml chacun), peser la masse de chaque échantillon d'eau échantillonné à l'aide d'une balance de précision, calculer l'écart type relatif (DSR = écart type / moyenne × 100%) et exiger ≤ 2%.

Iii) Détection adaptée à l'environnement (facultatif, pour des scénarios spéciaux)

Test haute température / basse température: placer l'échantillonneur dans une Chambre d'essai à haute et basse température (par exemple - 10 ℃ ou 40 ℃) pour vérifier si les fonctions de base (par exemple, échantillonnage, réfrigération, transmission de données) sont normales après 2 heures de stabilisation;

Test d'humidité: laisser 48 heures dans un environnement humide 95% ± 3%, vérifier si les lignes sont exposées, si les circuits sont en court - circuit;

Test de vibrationSimulation des vibrations de transport (fréquence 10 ~ 50 Hz, accélération 1 ~ 5 g), détection de l'intégrité structurelle de l'échantillonneur et de la stabilité des paramètres.

(IV) Détection de la sécurité et de la fiabilité

Sécurité électrique: mesure de la résistance d'isolement (≥ 100 mΩ) entre la ligne d'alimentation et le boîtier avec un testeur de résistance d'isolement et détection de la résistance de terre (≤ 4 Ω) avec un testeur de résistance de terre;

Protection contre les coupures de courant: couper artificiellement l'alimentation électrique principale, observer si le module réfrigéré reste opérationnel (≥ 72 heures) et si les enregistrements d'échantillonnage sont perdus (vérification par stockage des données);

​材料安全性​: immersion de la bouteille d'échantillonnage dans de l'eau pure pendant 24 heures pour détecter la teneur en métaux lourds (par exemple, plomb, Cadmium) par rapport à la teneur en matières organiques (par exemple, COV) du liquide d'immersion (doit être inférieure à la limite de la norme GB / t 14848 - 2017 pour la qualité des eaux souterraines).

Iv. Résumé et perspectives

L'échantillonneur automatique de la qualité de l'eau est l'équipement central du système de surveillance de la qualité de l'eau et ses exigences techniques entourent"échantillonnage précis, conservation fiable, contrôle intelligent, adaptation environnementale"Les méthodes de détection doivent être strictement conformes aux normes, afin de garantir que les équipements répondent aux exigences de conformité et de science dans les applications pratiques.

À l'avenir, avec le développement de la technologie de surveillance en ligne, l'échantillonneur automatique de la qualité de l'eau« Intégration polyvalente (p. ex., couplage d’analyse en ligne multiparamétrique), miniaturisation (échantillonnage d’urgence portatif), intelligence (stratégie d’échantillonnage adaptatif de l’ia) »L'évolution directionnelle, tout en optimisant davantage la résistance des matériaux à la pollution (réduction des résidus d'eau et des interférences d'adsorption) et la conception à faible consommation d'énergie (adaptation aux contraintes d'alimentation électrique dans les régions éloignées), fournit un support technique plus solide pour la gouvernance précise de l'environnement aquatique.

Note: l'inspection et l'acceptation réelles doivent être effectuées en combinaison avec la version standard spécifique (par exemple, la dernière version de HJ / t 372 ou les exigences des autorités environnementales locales) et les paramètres du manuel d'instruction de l'équipement.