飲用水水質(zhì)在線儀表檢測誤差形成因素的分析

何苗 朱禮鑫

摘?要：水質(zhì)指標(biāo)是否優(yōu)良是一個制水廠管理水平高低最直接的體現(xiàn)方式。而水質(zhì)在線監(jiān)測作為人工檢測有效的補(bǔ)充形式，在保障供水水質(zhì)方面發(fā)揮著越來越大的作用。水質(zhì)在線儀表的推廣應(yīng)用能大大提高水廠自動化控制能力和管理水平，幫助水廠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的飲用水，是現(xiàn)代化水廠的重要特點之一。要使自動化控制精準(zhǔn)有效，必須保證在線監(jiān)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和及時性。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)在線儀表在線監(jiān)測

【中圖分類號】S62??【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）18-0252-01

1?水質(zhì)在線監(jiān)測應(yīng)用現(xiàn)狀

飲用水衛(wèi)生狀況與人群健康息息相關(guān)，飲用水的水質(zhì)管控工作一直是供水企業(yè)的工作重點。長期以來，供水企業(yè)使用人工現(xiàn)場采樣加實驗室檢測的監(jiān)測模式，消耗大量人力物力，同時由于采樣間隔時間和檢測周期長，對制水生產(chǎn)、管網(wǎng)水質(zhì)變化情況難以及時發(fā)現(xiàn)。為了提高水質(zhì)檢測效率，及時發(fā)現(xiàn)污水隱患，部分供水企業(yè)建立了水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，綜合應(yīng)用水質(zhì)在線監(jiān)測儀表及數(shù)據(jù)信息調(diào)度平臺，實現(xiàn)了飲用水水質(zhì)監(jiān)測信息從收集、處理、分析到發(fā)布的全過程管理，建立了現(xiàn)代化、智能化的實時監(jiān)督監(jiān)測體系，具有重要的社會意義和應(yīng)用價值。

但儀表檢測由于其固有屬性，對環(huán)境要求的復(fù)雜和高度穩(wěn)定，導(dǎo)致在實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際情況不相符的情況。這也是目前水質(zhì)檢測儀表亟需解決的一個技術(shù)難題。

2?在線監(jiān)測誤差種類

在線儀表檢測產(chǎn)生誤差的原因主要有以下三個方面：儀表自身誤差，數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生誤差，安裝維護(hù)不到位產(chǎn)生誤差。

2.1?儀表自身誤差

因儀表檢測量程、檢測原理、儀表檢測精度以及使用年限不同導(dǎo)致儀表檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。以哈希1720E型濁度儀和FT660型濁度儀為例。如下表1所示。

上述兩臺儀表因為儀表相關(guān)技術(shù)性能的不同，對同一水樣進(jìn)行檢測時可能會造成一定的檢測誤差產(chǎn)生。

2.2?數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生誤差

水質(zhì)在線儀表數(shù)據(jù)主要采用以下兩種輸出方式：一是現(xiàn)場總線制的數(shù)字信號輸出方式;二是通過信號為4—20mA的模擬信號輸出方式?？偩€制輸出方式具有抗干擾性、速度快、低遲延等優(yōu)點;而模擬信號的傳輸，通常在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中由于各種干擾導(dǎo)致產(chǎn)生誤差，詳見表2。目前集團(tuán)公司制水廠水質(zhì)在線儀表主要采用數(shù)字信號輸出方式。

但在管理過程中，發(fā)現(xiàn)儀表輸出量程設(shè)定不當(dāng)、通訊端口分配不均或帶寬不足，易造成水質(zhì)在線數(shù)據(jù)與水壓、流量以及視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)相疊加，使得儀表顯示數(shù)據(jù)與調(diào)度系統(tǒng)不一致，甚至是數(shù)據(jù)丟失。

2.3?安裝、維護(hù)不到位產(chǎn)生誤差

在線儀表安裝地點選取是否合理等因素直接影響到儀表檢測數(shù)據(jù)是否具備代表性和準(zhǔn)確性。

儀表采樣管路設(shè)置是否合理，會影響水質(zhì)在線儀表檢測的準(zhǔn)確性，可能觸發(fā)儀表誤報警。

儀表供電、接地等線路設(shè)置是否合理，會對儀表檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

儀表維保不及時、不規(guī)范也會造成人為誤差，例如水質(zhì)在線儀表的進(jìn)水流量、溢流的控制、儀表的固定維護(hù)、校準(zhǔn)和配品配件的更換會對儀表檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

3?誤差控制方法分析

3.1?合理選擇儀表

可根據(jù)不同水質(zhì)、不同工藝段具體情況合理選擇儀表。例如，水源廠在監(jiān)測濁度指標(biāo)，就應(yīng)避免選擇測量量程低的儀表;出廠水監(jiān)測錳、鐵等指標(biāo)就可以選擇低量程高精度的儀表。這種方法主要要求管理人員在對所監(jiān)測水質(zhì)情況、數(shù)據(jù)精密度要求，合理選擇適宜的在線儀表。

3.2?確保通訊端口數(shù)量匹配

對于儀表數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的誤差，一般可以首先確保通訊端口數(shù)目齊全。應(yīng)對多種數(shù)據(jù)同時傳輸，采用數(shù)據(jù)種類與通信端口一一對應(yīng)方式進(jìn)行傳輸，減少數(shù)據(jù)之間相互干擾，保障數(shù)據(jù)無損傳輸。

3.3?設(shè)置合理傳輸量程

在儀表傳輸過程中應(yīng)選擇合理的傳輸量程，盡可能放大測量信號，減少干擾信號占比，有效減少誤差值。

3.4?規(guī)范安裝

依照《自動化儀表工程施工及質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB?50093—2013）與《城鎮(zhèn)供水水質(zhì)在線監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T271—2017）規(guī)定進(jìn)行安裝，如安裝位置和預(yù)留空間應(yīng)合理，應(yīng)方便操作人員使用、維護(hù)和校驗;安裝環(huán)境應(yīng)具有防雷、防盜和防人為破壞的設(shè)施;安裝環(huán)境應(yīng)無電磁干擾。

3.5?合理設(shè)置采樣管路

選取采樣管路方面，宜采用硬質(zhì)管材，管路應(yīng)短直，水樣滯留時間不宜大于15min，并具備防凍結(jié)等措施;還應(yīng)設(shè)置自動清洗或者手動清洗管路的功能。

確保管路有連續(xù)流動的水樣，在安裝穩(wěn)壓閥或者溢流穩(wěn)壓裝置，以免水壓、流量忽大忽小，造成儀表檢測誤差。在線水質(zhì)儀表說明書中也提到儀表推薦管路設(shè)計，如pH計取樣管路需要設(shè)計成U型，以此在停水時電極能浸泡在水中。pH電極安裝在一個三通管路中，這能夠保證管路中壓力與大氣壓相同，通過溢流軟管排水可以直接控制采樣管進(jìn)水流量。

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