用于水质监测浮标的水样自动采集控制系统设计
摘要：设计了一种用于水质监测浮标上的水样自动采集控制系统，该系统安装在水质监测浮标内部，用于现场实时采集水样，供浮标内的水质检测仪器使用。系统由抽水部分、存储分配部分、废液收集部分和控制单元等组成，具有水样定时采集、过滤、水样分配、废液收集、废液排出、管路冲洗等功能。根据各组成部分的性能指标、控制逻辑和结构方式，选择了适合海洋环境的元器件和材料。系统在海洋生态监测浮标上的运行使用证明工作可靠，能满足使用要求，且可以推广到需要自动采集水样的其他工作中使用。
关键词：水质监测；浮标；水样采集
水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的上业排水等 。当今，由于资源的过度利用及污染对环境的破坏等原因，水质恶化加剧，采用先进完善的水质检测技术，是遏制水质污染、保护人类生命之源的重要手段。水质监测可以掌握水质环境现状和变化规律，为开发、利用和保护水环境提供有力的支持。
目前国内水质监测工作一般包括实验室检测、仪器流动检测、检测站检测和监测船监测，对于河流、水库、湖泊、海洋等监测点，利用船舶临时抽样，不能满足实时监测的需要。安装在水体指定位置的水质监测浮标可以长期、实时地进行工作，是针对大面积水体指定点的有效的监测手段，也是监测方法和空间的补充，特别是对海洋监测来说，是未来的发展方向。水质监测浮标具有无人值守、定点监测、实时采集、长期监控、无线接收等优势，浮标上可以搭载多台水质检测仪器一起同时开展工作。
安装在浮标上的水质检测仪器需要使用现场采集的水样开展工作。从待测水体环境中取得有效的样品，是环境监测的关键环节之一。有研究指出，采样是分析过程中最困难和复杂的步骤，这个领域仍需很多研究工作。比如海水中的污染物质浓度都比较低，有些还属痕量成分，影响样品真实性的因素很多。水样的质量会直接影响监测的真实性，若取样不当，将给测量结果带来较大的误差甚至是错误的分析结果。目前现有的船用大型水样采集系统因结构复杂、耗电多、需要人工干预等诸多弊端，不能用于浮标使用，因此需要开发设计适用于浮标使用的水样自动采集控制系统 。
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