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微型多參數(shù)水質監(jiān)測站的校準與維護:保障數(shù)據(jù)可靠性的關鍵操作規(guī)范
微型多參數(shù)水質監(jiān)測站作為水環(huán)境實時監(jiān)測的 “感知終端”,其數(shù)據(jù)可靠性直接決定水質評估與監(jiān)管決策的準確性。而校準與維護是保障設備長期穩(wěn)定運行、數(shù)據(jù)精準有效的核心環(huán)節(jié)。若忽視校準,傳感器檢測誤差可能隨使用時間推移擴大至 10% 以上;缺乏規(guī)范維護,則可能因生物附著、部件老化導致設備停機,影響監(jiān)測連續(xù)性。因此,需建立覆蓋 “校準全流程” 與 “維護全周期” 的操作規(guī)范,從技術層面筑牢數(shù)據(jù)可靠性防線。
一、校準規(guī)范:多參數(shù)精準校準的操作要點
微型多參數(shù)水質監(jiān)測站的校準需針對不同傳感器特性,采用 “分參數(shù)、定周期、標準化” 的操作流程,確保 pH、溶解氧、濁度等核心參數(shù)的檢測精度符合《水質自動監(jiān)測技術規(guī)范》要求。
(一)分參數(shù)校準方法
pH 傳感器校準:采用兩點校準法,準備 pH=4.00、7.00(或 9.18)的標準緩沖液。校準前先將傳感器探頭在純水中浸泡 10 分鐘,去除表面殘留污染物;隨后依次將探頭放入 7.00 標準液中,待數(shù)據(jù)穩(wěn)定(波動≤0.02pH/30 秒)后完成零點校準;再放入 4.00(或 9.18)標準液中完成斜率校準,校準后需驗證:用 7.00 標準液復校,誤差需≤±0.05pH。
溶解氧傳感器校準:熒光法溶解氧傳感器采用 “空氣校準法”,無需接觸水樣。校準前確保傳感器表面清潔無污漬,將其置于通風良好、無陽光直射的環(huán)境中,啟動設備校準功能,設備會自動根據(jù)當前環(huán)境溫度與氣壓計算飽和溶解氧值,校準過程約 5 分鐘,完成后誤差需控制在 ±0.2mg/L 以內;若傳感器使用超過 6 個月,需用飽和溶解氧標準水樣(由實驗室配制)進行驗證校準。
濁度傳感器校準:采用 “標準濁度液校準法”,準備 0NTU(純水)、10NTU、100NTU 的標準濁度液。校準前用軟布擦拭傳感器透光面,避免指紋或污漬影響光線傳輸;先將傳感器放入 0NTU 純水中完成零點校準,再依次放入 10NTU、100NTU 標準液中進行量程校準,每一步需等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定(波動≤0.5NTU/30 秒),校準后誤差需≤±5%(10NTU 標準液)、±3%(100NTU 標準液)。
(二)校準周期設定
校準周期需結合使用環(huán)境與傳感器特性動態(tài)調整:常規(guī)工況下(城市內河、湖泊,水質較穩(wěn)定),pH、溶解氧傳感器每 3 個月校準 1 次,濁度傳感器每 2 個月校準 1 次;在污染較嚴重區(qū)域(如工業(yè)園區(qū)周邊、污水廠尾水監(jiān)測),所有傳感器校準周期縮短至 1 個月;若設備出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常(如 pH 值連續(xù) 24 小時無波動,或溶解氧數(shù)據(jù)與周邊站點偏差超過 1mg/L),需立即停機進行緊急校準。
二、維護規(guī)范:全周期設備保障的操作流程
維護工作需遵循 “日常巡檢 - 定期維護 - 故障處理” 的三級管理體系,及時發(fā)現(xiàn)并解決設備潛在問題,避免因部件損壞導致監(jiān)測中斷或數(shù)據(jù)失真。
(一)日常巡檢(每周 1 次)
重點檢查三方面:一是設備外觀,查看外殼是否有破損、進水痕跡,傳感器探頭是否有生物附著(如藻類、青苔),若發(fā)現(xiàn)附著,用軟毛刷蘸取中性清潔劑(如洗潔精稀釋液)輕輕刷洗,避免劃傷探頭表面;二是供電與通信,檢查太陽能板是否清潔(有灰塵需用純水沖洗),電池電壓是否≥3.6V(低于此值需及時充電或更換),通過云端平臺查看數(shù)據(jù)上傳成功率,需≥98%,若成功率低,排查通信天線是否松動或遮擋;三是數(shù)據(jù)狀態(tài),對比同區(qū)域相鄰監(jiān)測站數(shù)據(jù),若某一參數(shù)偏差超過 20%(如 A 站濁度 20NTU,B 站 50NTU),需初步判斷是否為設備故障。
(二)定期維護(每月 1 次)
進行深度維護操作:一是傳感器保養(yǎng),pH 傳感器需更換電極保護液(每 3 個月更換 1 次),防止電極干涸;溶解氧傳感器需檢查熒光帽是否老化(出現(xiàn)泛黃需更換),更換周期一般為 1 年;濁度傳感器需拆解清潔透光面內側,去除內部積塵;二是設備內部檢查,打開設備外殼,清理主板灰塵(用壓縮空氣吹塵),檢查接線端子是否松動,尤其是供電線路與通信線路接口,避免接觸不良;三是數(shù)據(jù)備份,將設備內存儲的歷史數(shù)據(jù)(近 1 個月)導出至本地服務器,防止云端數(shù)據(jù)丟失,同時刪除設備內過期數(shù)據(jù)(超過 6 個月),釋放存儲空間。
(三)故障處理(24 小時響應)
建立故障快速處置機制:常見故障及處理方法包括:①數(shù)據(jù)中斷,先檢查通信模塊是否有信號(通過設備指示燈判斷,NB-IoT 模塊綠燈常亮表示信號正常),若無信號,調整天線角度或更換安裝位置;若信號正常,檢查數(shù)據(jù)采集模塊,重啟設備后仍無法恢復,需更換模塊;②傳感器無數(shù)據(jù),排查傳感器與主板連接線是否松動,若松動重新插拔;若連接線正常,用萬用表檢測傳感器供電電壓(應為 5V±0.2V),電壓異常需檢修供電模塊,電壓正常則判定傳感器損壞,需更換;③數(shù)據(jù)漂移嚴重,行緊急校準,若校準后仍漂移,檢查傳感器是否老化(如 pH 電極使用超過 1 年需更換),或是否受到化學污染(如接觸高濃度強酸強堿水樣),需更換傳感器并清潔水樣流通管路。
微型多參數(shù)水質監(jiān)測站的校準與維護,是確保監(jiān)測數(shù)據(jù) “真、準、全” 的關鍵保障。只有嚴格執(zhí)行標準化操作規(guī)范,將校準的 “精準性” 與維護的 “及時性” 結合,才能充分發(fā)揮設備在水環(huán)境監(jiān)測中的技術價值,為流域監(jiān)管、污染防治提供可靠的數(shù)據(jù)支撐,避免因數(shù)據(jù)失真導致的監(jiān)管決策偏差。