09.12.13.在线监测仪器原理及操作
在线监测仪器原理下操作
1 自动监测系统
（1）自动监测系统的分类及其优缺点 什么是水质在线自动监测系统（定义）？
1 自动监测系统 v 自动在线监测的功能
系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、 报警功能 自动运行功能 停电保护功能； 来电自动恢复功能 远程故障诊断，便于例行维修和应急故障处理 等功能。
1 自动监测系统 v 自动在线监测的意义（目的） 自动在线监测的意义（目的）
3 氨氮分析仪器设备 滴定法测定原理
这种方法测定氨氮的原理是完全基于实验室 GB7478-87中规定的分析方法，样品在一定的 条件下，经加热蒸馏，释放出的氨冷却后被吸 收于硼酸溶液中，再用盐酸标准溶液滴定，当 电极电位滴定至终点时停止滴定，根据盐酸所 消耗的体积，计算出水中氨氮的含量。
3 氨氮分析仪器设备 v 仪器操作 仪器参数的设定 仪器的校准 仪器的维护 故障处理
3 氨氮分析仪器设备 v 主要技术指标 测量范围：0.2～12.0mg/L，2～ 120mg/L，20～1200mg/L； 准确度：测量值的±2.5%或0.02mg/L （标准溶液）； 最低检测限：0.2mg/L； 测定周期：20min。
2 COD标准分析方法仪器设备 标准分析方法仪器设备 v 主要性能指标 量程 测量误差 重现性误差 最小测量周期
2 COD标准分析方法仪器设备 标准分析方法仪器设备 v 流动注射分析（FIA）式
其基本原理是试剂（载流液）连续进入直径为 1mm的聚氟材料毛细管中，水样定量注入载流 液中，在流动过程中完成混合、加热、反应和 测量的方法。
2 COD标准分析方法仪器设备 标准分析方法仪器设备 重铬酸钾氧化方式
重铬酸钾消解-光度测量法 重铬酸钾消解-库仑滴定法 重铬酸钾消解-氧化还原滴定法
2 COD标准分析方法仪器设备 标准分析方法仪器设备 v 重铬酸钾消解-光度测量法
在线电流监测电流表校验仪的工作原理介绍
在线电流监测电流表校验仪的工作原理介绍在线电流监测电流表校验仪是一种用于检测电流表是否准确的仪器，它通过比较被测电流表的读数和校验仪显示的标准值来确定电流表的准确性。
在工业生产中，精准的电流测量对于判断设备的运行状态及保障生产安全具有重要作用。
因此，准确地进行电流测量非常重要。
本文将详细介绍在线电流监测电流表校验仪的工作原理以及主要应用场景。
工作原理在线电流监测电流表校验仪是基于电流互感器的变比关系原理，对传统铁芯电流互感器的电路结构进行了改进。
它通过检测被测电流表的电路和测量信号电路之间的电势差，按照既定的变比关系换算得到被测电流表的准确电流值。
在线电流监测电流表校验仪的基本工作原理如下：1.传统的电流互感器为铁芯电流互感器，在被测电路中，它产生了电感电压，通常也被称为跨越电压。
2.用在线电流监测电流表校验仪的互感器代替铁芯电流互感器，利用它产生的电磁感应原理得到被测电路的电路参数，计算出被测电流表的真实电流值。
3.将校验仪的测量值与被测电流表的读数进行比较，判断被测电流表的准确性。
在线电流监测电流表校验仪通过这样的方式，可以快速、准确地确定被测电流表误差，并修正读数使其准确。
应用场景在线电流监测电流表校验仪可以广泛应用于电力系统、电力生产、电力维护等领域。
具体来说，它适用于以下场景：1.电力系统运维人员在日常巡视、检修等工作中可以使用在线电流监测电流表校验仪，快速确保被测电流表精确度，在线对电路进行实时监测和分析。
2.在电力生产领域，通过对重要设备的电流测量进行精确的校验，可以及时发现可能的隐患和故障，保障生产过程的连续性和效率。
3.电力维护领域，将在线电流监测电流表校验仪与其他现场测试仪器结合使用，可以有效提高故障处理的效率和准确性。
总结在线电流监测电流表校验仪是一种快速、准确测量电流的仪器，基于电位差和电流互感器原理工作，适用于电力系统、电力生产、电力维护等领域。
在线电流监测电流表校验仪的准确性和稳定性对设备生产和生产安全的保障至关重要。
第二章 在线监测仪器原理与操作
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第二章 在线检测仪器原理与操作
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第二章 在线检测仪器原理与操作
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第二章 在线检测仪器原理与操作
4. 自动监测系统分类(两大类) （1）污水源水质自动监测系统 （2）地表水质自动在线监测系统，组成： 采水单元（水泵、管路、供电、安装结构部分），注意防雷处理。 配水单元（水样预处理装置、自动清洗装置、辅助部分）。 分析单元（一系列水质自动分析和测量仪器），本章重点内容。 控制单元（系统控制、数据采集、处理与存储；基站各单元的控制和 状态的监控；有线通讯和无线通讯设备）。 子站站房及配套设施。
*各个环节的设计都对监测结果准确性和代表性及系统稳定性有重要影响。
第二章 在线检测仪器原理与操作 8
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2.1 自动监测系统 2.1.1 自动监测系统的分类及其优缺点
2.1.2 自动监测系统的设计思路及对检测结果的影响
2.1.3 自动监测系统的基本分析原理及对监测结果的影响 在线监测仪器对监测结果影响最大。同类型的仪器若采用不同分析方 法，其测量准确性、灵敏度、可靠性和价格均不相同。
第二章 在线检测仪器原理与操作
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常用分析方法的原理和特点
1 化学光度法：按设定程序，在水样中加入试剂，控制反应条件进行 一系列化学反应，然后利用朗-伯定律测量反应液的吸光度，从而 计算水样中污染物浓度。特点：经典方法，稳定可靠，灵敏度高， 重现性好；测量时间长，试剂用量大。
在线仪表测量原理汇总
在线仪表检测原理汇总1. 红外分析仪测量原理: 使红外线通过装在一定长度容器内的被测气体,然后测定通过气体后的红外线辐射强度,检测吸收后剩余的光能,辐射能量的衰减与待测组分呈线性关系.2. 氧含量分析仪测量原理:A. 氧化锆分析仪: 在氧化锆固体两侧用烧结的方法制成多孔铂层, 构成氧浓度电池, 在高温 (650-850) 催化作用下, 被测样品气中的氧分子离解成氧离子从分压大的一侧向分压小的一侧扩散, 这样就形成氧浓度差电动势, 电动势的大小与被测气体氧含量呈线性关系.B. 磁力机械式分析仪: 在一个密闭的气室中,装有两个不均匀的磁场磁极,两个空心球至于两对磁极的间隙中,在哑铃与金属带交点处装一平面反射镜片,光源发出的光投射在平面反射镜上,反射镜再把光束反射到两个光电原件上,当被测样气进入气室内后,被测样气的氧含量不同,体积磁化率不同,使得哑铃做角位移,反射镜随之偏转,两个光电检测器接收到的光能出现差值,光电组件输出毫伏信号,从而测量出样气中氧气含量.3. 微量水分析仪: A. 电容式微量水: 对于一定几何结构的电容器来说，其电容量与两极间介质的介电常数ε成正比。
不同的物质，ε值都不相等，一般介质的ε值较小，例如一般干燥物质的ε在2.0～5.0之间。
但水的ε为81，所以它比一般介质的ε值大的多。
当介质中含有水分时，就会使介质的ε值改变，从而引起电容量的变化，这个变化与介质的含水量有线性关系，这就是电容式微量水分仪的基本测量原理。
(ε：艾普西龙)B. 晶体震荡式微量水: 晶体震荡式微量水分仪的敏感元件是水感性石英晶体,它是在石英晶体表面涂覆了一层对水敏感(容易吸湿也容易脱湿)的物质,当湿性样品气通过石英晶体时, 石英表面的涂层吸收样品气中的水分,使晶体的质量增加,从而使石英晶体的震荡频率降低.然后通入干性样品气,干性样品气萃取石英涂层中的水分,使晶体的质量减少,从而使石英晶体的振动频率增高.在湿气,干气两种状态下振荡频率的差值,与被测气体中水分含量成比例.4. 色谱分析仪:A. TCD 检测器：根据纯载气和载气中含被测组份时导热系数不同，因而热导率发生变化，使测量电桥产生不平衡电压，从而测出组份浓度。
在线监测的原理及方法
高压设备绝缘在线监测原理及方法目录第一章概述 (3)1.1高压电气设备绝缘在线（带电）监测目的和意义 (3)1.2带电测试、在线监测项目与预防性试验规程的对比 (4)1.3 输变电设备在线监测的技术要求 (7)第2章电气设备油中溶解气体监测原理及方法 (9)2.1变压器油中溶解气体在线监测的油气分离技术原理 (9)2.1.1真空脱气法 (9)2.1.2振荡脱气法 (10)2.1.3高分子平板膜脱气法 (10)2.1.4动态顶空脱气（吹扫－捕集） (11)2.1.5中空纤维膜脱气 (12)2.2混合气体分离技术 (13)2.3变压器油中溶解气体在线监测的气体检测技术原理 (13)2.4 典型装置及应用实例 (15)2.5 以油中特征气体法诊断故障的方法及应用 (17)2.6 油中特征气体组分比值诊断方法 (18)第3章变压器局部放电在线监测原理及方法 (21)3.1 脉冲电流法 (21)3.2 超声法 (22)3.3 超高频法 (24)3.4 局部放电监测抗干扰技术 (27)3.5 典型应用实例 (27)第4章变压器套管（容性）设备绝缘在线监测 (29)4.1 电容性设备绝缘结构及绝缘参数 (29)4.2 电容性设备在线监测的基本原理及方法 (29)4.2.1 过零比较法（相位差法） (29)4.2.2 谐波分析法 (30)4.2.3小波分析法 (31)4.2.4相对差法 (31)4.3 介损监测的稳定性分析 (31)4.4 典型应用实例 (32)第一章概述1.1高压电气设备绝缘在线（带电）监测目的和意义随着电网的不断扩大，电网故障的影响面也将不断增大。
输变电设备是构成电力网的基本要素（元件），也是构成电力网事故的主要源头。
部分运行时间较长的设备，因外部环境、制造中留下的缺陷、运行中的电、热、机械力等应力长期作用，其绝缘强度不断下降，产生的潜伏性故障发展到一定程度，必将引起设备故障并有可能扩大为电力网事故。
在线监测仪操作规程
在线自动监测仪操作规程
一、开机上电前仔细检查仪器各部分连接是否正确，检查管路、玻
璃器件、采样池、蠕动泵、气泵、废液桶等是否正常。
二、触击“【菜单】”→“【设备调试】”→“【开始水样检测】”可进
行一次水样自动监测分析过程，分析数据自动存贮并上传。
三、触击“【菜单】”→“【设备调试】”→“【停止水样检测】”可立
即停止自动监测分析过程。
四、触击“【菜单】”→“【工作时间】”进入工作任务时间表的设置
界面。
触击“【添加】”按钮添加仪器自动监测工作时间（格式
为：HHMM），最多允许添加48个工作时间。
触击“【清除】”
将清除所有工作时间。
五、触击“【数据】”可按日查询、导出历史监测数据。
触击“【上日】”
可查看前一日数据,触击“【下日】”可查看后一日数据；触击“【上
月】”可查看上月历史数据，触击“【下月】”可查看下月历史
数据。
触击“【上页】”, “【下页】”按钮可实现数据翻页。
六、任何操作完成后，一定要触击“【返回】”按钮退回到仪器“主
界面”。
七、严禁使用任何硬质器物触击仪器触摸显示屏。
在线监测仪器原理与操作
参比电极与指示 时电 插极 入同 水样中构 池成 原电 水样中待测物的 原浓 电度 池与 的电动势 斯符 特合能 方程 式测量原电池的电 算动 出势 污计 染物的浓度
水样高 温污染物变成气 态 检测气态物质的量 计算出污染物的浓度
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.3相关系数法
2.2.3.1（2.11）ＵＶ
UV仪的基本原理（254nm） UV吸光度在测定原理上是一种纯物理法，
是利用大部分有机物在紫外线254nm处对吸收的 特性进行测量的。将水样通过254nm紫外光的照 射，根据UV吸收值和COD的相关关系来推算 COD的数值。 因为：C=K1A CODcr=K2C 所以 ：CODcr=KA 说明了从理论上可以通过UV法测定COD值
①监测站位的选择----代表性
②采样方式的选择----代表性
③监测项目的选择----常规项目参考国家规定， 常测项目有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、
总氮、总磷。
2.1自动监测系统
2.1.2自动监测系统的设计思路对监测结果的 影响
（1）自动监测系统的设计：
④分析方法的选择----分析方法可分为国家标准分 析方法、统一分析方法和试用分析方法。选择分 析方法时以国家标准方法为主，其他方法为辅， 首先应考虑方法的可靠性和稳定性，其次在考虑 方法的先进性性和实现的成本。 ⑤监测设备选型---质量好、售后服务好、运行成 本低、采用标准的分析方法 ⑥数据传输方式的选择---长期可靠运行、安装方 便、运行成本、传输速度等
2.1自动监测系统
2.1.1水质在线自动监测系统
(4)自动监测系统的组成
在线检测技术的原理和应用场景
在线检测技术的原理和应用场景哎呀，今天聊聊一个非常酷的话题——在线检测技术。
要说这东西，听起来有点高大上，像是那种只有专家才懂的“黑科技”，其实并不复杂，也不远，我们身边到处都有它的身影。
在线检测技术，说白了就是通过各种传感器、设备实时监测一些东西，像什么空气质量、生产流水线的状态、食品的安全性、甚至是我们在网上买的东西的“真伪”。
你看，不管你是在家里吃火锅、逛超市，还是在车间忙得团团转，随时都有这些看不见的“眼睛”在帮忙。
现在的在线检测技术，真的是不见不散地走进了我们的生活。
你可能没注意到，但只要你使用智能家居设备，开着车，或者在超市买东西，基本上都离不开它。
别小看这些技术，它们可不是“花里胡哨”的花瓶，而是“实打实”的帮手。
例如你早上刚起床，打开空调，结果机器自己就知道室内空气质量不好，自动调节风速，提醒你换个空气清新的环境。
你还没反应过来，它已经帮你做了所有的调整，妥妥的“家庭管家”。
而且这些检测系统，不仅仅是“听话”，它们还特别机灵——可以24小时不间断地给你提供数据，随时告诉你哪个环节出了问题，像是一个永远都在背后默默为你操心的小秘书。
再说说在工厂或者生产线上的应用，这可真的是大有作为了。
生产线上的每一个机器都能通过传感器随时传回数据，像一颗颗“定时炸弹”，随时告诉你设备的“健康状况”。
如果哪台机器出了问题，系统会立刻发出警报，提醒你赶紧处理，避免出现更大的麻烦，简直比专业的维修人员还要靠谱。
你想想，以前设备坏了，维修人员赶到的时候，机器已经坏得不成样子了，而现在，通过在线检测，问题刚露出一点点端倪就能被发现和解决，效率简直飞起来！食品安全也是一个大家非常关注的领域。
你在商超买的食品，往往会经过一系列的在线检测程序，确保它们的质量合格，没有任何有害物质。
这种检测方式通常是通过扫描仪、传感器、甚至是某些化学试剂对食品进行实时检测的。
不仅仅是食品，连饮用水、空气质量等，也都是在线检测的“服务对象”。
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1.COD标准分析方法仪器设备
环境保护产品技术要求 化学需氧量水质在线自动监测仪（HJ/T377-2007） — 标准规定了COD水质在线自动监测仪性能要求和试验方法。 COD含义 :Chemical Oxygen Demand ， 全称化学需氧量。 一般认为它是反映水中有机物污染程度的综合指标。 具体指：在一定条件下，氧化1升水样中的还原性物质所消 耗强氧化剂重铬酸钾K2Cr2O7的量，结果以O2的mg/L来表示。
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自动监测系统组成(宏观)
从底层逐级向上分为现场机(子站)、传输网络和上位机(总站) 三个层次。上位机通过传输网络与现场机交换数据、发起和 应答指令。
上位机
传输网络 现场机
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2.自动监测系统设计思路及内容
(1)监测站位选择：应确保所采集样品具有代表性； (2)采样方式选择：进行必要的现场调查，根据要求合理选择； (3)监测项目选择：常规项目参照国家规定，特殊项目根据实际 需要确定； (4)分析方法选择：以国家标准方法为主，其他方法为辅。应先 考虑方法的可靠性和稳定性，其次再考虑方法的先进性和实 现成本。分析方法选择对监测结果影响最大； (5)监测频次确定：选择合理频次，使样品具有代表性； (6)监测设备选型：应选择质量好、售后服务好、运行成本低、 采用标准分析方法的设备，应充分比选； (7)数据传输方式选择：首先考虑能否长期稳定运行；其次考虑 9 安装方便、运行成本低、传输速度快等。
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(1) 重铬酸钾消解-光度比色法
分为两类: 程序式 流动注射分析式
① 程序式： 在微机控制下，将水样与过量重铬酸钾标液和浓硫 酸混合，加入硫酸汞络合溶液中的氯离子，加入硫酸 银作催化剂。混合液在165℃下回流一定时间(30min) (或催化消解，或采用微波快速消解15min），氧化剂 中的六价Cr被还原为三价铬，反应结束后用光度法测 量剩余的六价Cr(600nm)或反应生成的三价Cr(440nm) 的吸光度，通过工作曲线查找、计算得出COD值。 19
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(2)实施水质自动监测的意义
可实现水质的实时连续监测和远程监控，及时
掌握主要流域重点监测断面水体的水质状况;
预警预报重大或流域性水质污染事故; 解决跨行政区域的水污染事故纠纷; 监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等。
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河北省污染治理设施运营培训中心 FIA仪器组成图（补充图）
控制系统 数据采集系统
进样系统
采样系统
反应系统
检测系统
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COD自动在线监测仪流程图
河北省污染治理设施运营培训中心 (2)重铬酸钾消解-库仑滴定法
在水样中加入已知过量的重铬酸钾标液，在强酸 加热环境下将水样中还原性物质氧化后，用硫酸亚铁 铵标准溶液返滴定过量的重铬酸钾，通过电位滴定进 行滴定判终，根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量进行
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4.自动监测系统的运营维护
操作使用前应认真阅读相关使用说明并进行相关培 训，应特别注意仪器操作的注意事项和维护保养周期。
系统运营维护工作内容：
（1）应制定严格的管理制度； （2）做好维护计划和维护记录； （3）应定期巡检、定期维护，发现问题及时处理， 保证系统长期可靠运行。
操作仪器之前应认真阅读仪器使用说明书，最好经厂家培训。
仪器参数设定：仪器使用前应进行相关参数设定。 仪器校准：使用前需要与标准方法进行实际水样对比，然后对
工作曲线进行校准，使用中也要定期与实际水样对比、校准。 校准方法：仪器与实验室手工方法同步取样，进行多点对比。 仪器维护：按照说明书要求定期进行现场维护，确保仪器长期 稳定工作。一般维护内容：（P76） (1)添加试剂，每周1次；检查泵阀，每周1次；保养参考电极， 每周1次；校正分析仪，每周1次；(2)清洗测量槽，每月1次； 更换泵管和阀门管道，每月1次；(3)清洗取水系统,每季1次； 更换取水系统管道，每季1次。 故障处理：一般故障，运营人员应及时处理，快速恢复运行； 31 复杂故障，运营人员应及时与生产厂家联系，及时修复仪器。
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5.自动监测系统分析曲线的标定(1)
监测仪器是自动监测系统的核心，是结果准确的保证，
所以使用前应对仪器工作曲线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行标定，使用中需定期校准。
标定方法：
在量程范围内，用监测仪器测量已知浓度的标准物
质，然后将标准物质浓度和电信号作为数据对存储下 来。测量不同浓度的标准物质，可以得到不同的数据 对，这些数据对可以拟合为一条工作曲线。具体操作 方法参照监测仪器使用说明书。
河北省污染治理设施运营培训中心 程序式COD分析流程图
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河北省污染治理设施运营培训中心 ②流动注射分析式（FIA）(P69）
基本原理:试剂连续进入直径为1mm的聚氟材料毛细 管中，水样定量注入载流液中，在流动过程中完成 混合、加热、反应和测量(光度法)的方法。 仪器工作原理：反应试剂（含重铬酸钾的硫酸6:4） 由陶瓷恒流泵以恒定流速向前推进，通过注样阀将 定量水样切换进流路，在推进过程中水样与载流液 相互混合，在180℃恒温加热反应后溶液进入检测 系统，测定标准系列和水样在380nm波长时的吸光 度，从而计算出水样COD值。
操作内容主要包括：
河北省污染治理设施运营培训中心 （3）相关系数法
主要内容：
1.自动监测系统介绍； 2.自动监测系统的设计思路及对监测结果的影响； 3.自动监测系统基本分析原理及对监测结果影响； 4.自动监测系统的操作使用； 5.自动监测系统分析曲线的标定。
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1.自动监测系统介绍
（1）解释：
以在线自动分析仪器为核心，运用传感器技术、 自动控制技术、计算机应用技术及相关的专用分析 软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测 系统，可统计、处理监测数据，打印输出日、周、 月、季、年平均数据及最大值、最小值等各种监测、 统计报告和图表，可输入中心数据库或上网。
利用物质之间的电化学效应 测量速度快、试剂用量 电化 制作成测量电极，将物质浓 少，但稳定性差、漂移 大，应及时校准。 学法 度转换为电信号。
将水样高温催化燃烧，将水 燃烧 和污染物质燃烧成气态，冷 法 却后除水，然后通过检测器 检测气态物质浓度。
测量速度较快、试剂用 量少，稳定性好，但高 温部件和进样部件要求 很高，容易出现故障。
计算。
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河北省污染治理设施运营培训中心 (3)重铬酸钾消解-氧化还原滴定法
水样进入仪器反应室后，加入过量的重铬酸钾 标液，用浓硫酸酸化后，在150℃条件下回流30min， 反应结束后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵 滴定剩余的六价Cr，由消耗的重铬酸钾量换算成氧 的质量浓度，得到COD值。
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项目测定标准方法类 :
COD在线监测技术规范;
氨氮水质自动分析仪技术要求 ……
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主要内容
水
一、自动监测系统 二、主要监测仪器设备原理及操作 三、水质采样器 四、流量计 (补：分光光度法及应用) 一、污染源自动监控设施运行管理 二、烟气排放连续监测系统
气
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水 河北省污染治理设施运营培训中心 一、自动监测系统
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在线监测仪器原理与操作
授课老师：付翠彦
（河北工业职业技术学院）
09.12.13
联系方式：cuiyan.fu@ 13933003060
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重要网站：中国环境监测
监测技术规范类:
★ 地表水和污水监测技术规范 ★ 水污染物排放总量监测技术规范 ★ 水污染源在线监测系统安装技术规范 ★ 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法 ……
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(4)电化学氧化法(测定COD)
基本原理:
利用氢氧基(电解反应产生)作为氧化剂， 用工作电极测量氧化时消耗的工作电流，然 后计算水样中的COD值。
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河北省污染治理设施运营培训中心 电化学氧化法COD分析仪图示（P75）
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仪器设备操作（电化学氧化法测定COD）(P76)
(3)分类（两大类）
地表水质自动在线监测系统 污染源水质自动监测系统
★采水单元：向系统提供可靠有效水样。包括水泵、管路、供 电及安装结构部分。 ★配水单元：向仪器供水，使水质、水量、水压满足仪器需要。 包括水样预处理装臵、自动清洗装臵及辅助部分。 ★分析单元：由一系列水质自动分析和测量仪器组成。包括水 温、pH值、DO…水位计、流量/流速/流向计及自动采样器等。 ★控制单元：包括系统控制柜和控制软件、数据采集处理与存 储、基站各单元的控制和状态监控、有线和无线通信设备。 7 ★子站站房及配套设施：包括站房主体和配套设施。
按照设定程序在水样中加入各 化学 种试剂，控制反应条件进行一 系列化学反应，然后缓慢加入 滴定 滴定用试剂，用库仑计或比色 法 计判断滴定终点，根据滴定试 剂用量计算水样中污染物浓度。 10
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3.自动监测系统分析原理及对结果影响(2)
方法 分析原理 对监测结果的影响
16 实验室测定标准方法：重铬酸钾法
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