基于光学检测原理的饮用水安全在线监管系统

申报单位

河北德润厚天科技股份有限公司

适用范围

应用于自来水管网、二次供水、居民小区、学校、医院等场所饮用水的实时监测及监控，防范饮用水风险

主要技术内容

一、技术原理

光谱检测技术利用水中物质的特殊光学特性将其转换为电学特性，不仅提高了检测效率，而且使检测过程自动化、智能化，检测结果可视化。光谱技术作为分析领域最权威的手段之一，可确保检测过程中的准确性和稳定性。本研究创新同步用光谱法进行测量高锰酸盐指数（CODMn）、90°散射光原理测量浊度、按照与电导率的关联性计算溶解性总固体 TDS，利用 Pt100 温度传感器电阻分压电路测量温度，集中快速对饮用水参数进行一体化实时在线检测，真正做到绿色环保、高速快捷、无试剂污染的水质检测；创新使用现代化数据平台实现实时监测水质数据、查询历史数据，为管理部门提供数据共享，通过远程平台展示水质信息以及实现管理软件智能化升级。

二、控制的主要污染物

高锰酸盐指数（CODMn）、浊度、溶解性总固体（TDS）、温度等水质参数

三、主要技术指标

四、主要工艺及技术参数

（1）关键部件选型与设计。本项目基于光学检测的原理，如何选择合适的光源与检测元器件是项目的关键核心问题，并根据器件设计相关硬件电路以及光路设计。达到预期的使用效果。

（2）系统集成与小型化。本项目集成高锰酸盐指数、浊度、溶解性总固体和温度指标等参数。如何合理布局以及如何消除电路、光路的干扰问题是项目的关键。

（3）量程与准确度。本项目应用于生活饮用水监测领域，检测指标的量程远小于常规用于检测地表水的量程，就需要更灵敏的相应 以及更准确、稳定的信号值，解决此问题是本项目的另一关键技术突破。相互干扰与补偿。温度对溶解性总固体关键器件的影响以及浊度对高锰酸盐指数的影响是本项目技术指标的关键影响因素之一，需经过大量的测试并拟合相关因素形成固定的补偿算法，是本项目的核心算法之一

技术先进性

一、技术特点

目前国内外对水质关键参数检测较多采用实验室的化学检测方法，不仅有严格的检测要求等操作专业性，还存在检测周期长和化学试剂使用的二次污染性，而我们的系统设备采用光谱法的技术原理，高度集成，体积小巧，安装即可使用，检测成本低，使用便捷，可实现 5 秒出数，且无二次污染，可以广泛使用在城镇饮用水终端及农村供水工程上。而云平台的配套使用可以让监管部门远程实时监控水质变化，查询历史记录，助力于管理部门监管手段的提升，促进供水保障工程的建设

二、知识产权情况

该技术已被认定为国内领先科技成果、已取得实用新型专利一件、已取得软件著作权一件

技术工程应用情况说明

近年来，国内外水质检测技术的研究日新月异。主流的研究方法包括成像比色法、流动注射分析法、微流控技术、光谱技术、建模估算等。其中，光谱检测技术利用水中物质的特殊光学特性将其转换为电学特性，不仅提高了检测效率，而且使检测过程自动化、智能化，检测结果可视化。光谱技术作为分析领域最权威的手段之一，可确保

检测过程中的准确性和稳定性。水质检测技术不仅仅局限于单一的测量手段，而是已经发展成为多种元素组合的方法。这些新兴技术的出现极大地促进了水质检测的发展，也为其在许多领域的潜在应用提供了光明的前景

典型应用案例

一、案例名称

河北上善若水智慧水务有限公司办公楼宇整体饮用水供水项目

二、案例概况

河北上善若水智慧水务有限公司位于金石科技园，是一个独栋的办公写字楼，该写字楼设施老旧，供水管路老化，出水水质较差。我公司在此地安装了分质供水系统，各个楼层都配备了两到三个出水口，在安装配套的热水器，使得该写字楼各个楼层均能喝到健康干净的饮用水，并且可以实时加热，让员工能随时喝到热水。项目由河北上善若水智慧水务有限公司和河北德润厚天仪器制造有限公司共同验收，出水效果达到双方预期，验收通过

三、技术优势

设备小型化：与传统水质检测设备相比较，体积小，结构紧凑，设计精巧，更适用于饮用水管网安装；

系统集成化：分布式布局，结构易于安装，将高锰酸盐指数、浊度、溶解性总固体、温度等参数进行集成，减小各参数单独安装测试的复杂性；

响应快速化：该系统可实现秒级实时监测高锰酸盐指数、浊度、溶解性总固体、温度等参数，利用云平台可以实现实时监督检查，发现问题可以及时反馈

四、投资情况

总投资：26 万元

设备及零件共计 22 万元

施工共计 4 万元

主体设备寿命：10 年

运行费用：5000/月

五、案例展示