一次关于中科谱光固定式智能水质检测仪的“零距离”探秘

今年主汛期以来，针对我国多地严重汛情，气象、水务部门持续利用各类水质检测仪器监测河湖水域水体变化，并及时提供卫星遥感监测的动态信息，为防汛救灾科学部署提供了有力支撑。

面对现阶段建设河湖水质信息网络，分析区域内水质动态趋势的广大用户需求，中科谱光研制出了新型——固定式智能水质检测仪，为有效加强区域水质管理和水污染治理提供了科学依据。

1 应运而生的谱光智能水检

水作为能源，生产和生活资源，影响着社会财富的创造和人们的生活质量。经济繁荣和生产发展也都依赖于水，如水力发电、灌溉、航运、渔业、工业和城市的发展，无不与水息息相关。

水环境安全问题已成为社会、经济、生态环境可持续发展的重要制约因素，引起了国家、各部门、大众的广泛重视。

水质检测

要想做好河湖管护，那就要先要做好水质检测。传统的水质化学检测在实验室内进行，精度高，但是操作繁琐，需专业人员操作，易造成二次污染。

高光谱技术

而高光谱技术利用物质共有的光谱吸收特性，实现了对水体的智能检测，且耗时短、精度高，有大面积布设长时程在线监测的能力，是目前水质检测Z便捷的方法。

中科谱光公司研发的“水色”便携式智能水质检测仪就是一款基于光谱分析技术、可在野外快速进行水质监测的智能设备。该设备采用智能手机控制光谱采集设备进行光谱采集，光谱数据通过无线网络实时传输至云端大数据分析系统，分析结果实时显示在智能手机终端。

2 适当跳出来一点，考虑前瞻性

便携式智能水质检测仪固然轻便、易用，但仍需人工操作收集水样，当面对河流、湖泊、池塘等水域的非移动定点水质检测需求时，优越性往往难以体现。

针对近期越来越多的水域实时动态监测需求和订单，中科谱光公司的研发团队转换思维，设计出一套科学合理的——固定式光谱数据采集终端及配套大屏展示系统。

终端设备组成

该终端设备由小型智能光谱数据采集模块、数据存储模块、无线传输模块、供电等辅助模块组成，通过将设备固定在特定位置，可以实现实时获取特定地点的水质光谱数据，监控特定区域水质状况。

定额使用时间

在无需人工干预的情况下，五块太阳能电池板使得设备可以在内部自行充供电，达到3个月的定额使用时间。

定时定点采集

可以自由调节采集频率、采集时间、zui高可达每5秒采集一次光谱数据。

数据实时传输

无人值守，无需智能终端，利用wifi网络/全网通4G实现数据自动上传与云计算。

水质智能监测

可以自动反演水体溶解氧、亚硝酸盐、叶绿素、浊度、悬浮物、水色指数、总磷、总氮、氨氮、COD（化学需氧量）、综合营养化指数、ph值等水质参数，并进行超标自动报警。

结果实时展示

支持云端数据存储和实时显示及统计分析，支持用户在终端上实时查看。

为了实现工程目标避免忙中出错

研发组毫不敢放松

一边进行硬件设计

一边加大了软件开发力度

水质大屏在线监测系统内置在线监测看板，分为七个区域（标题区域-地图区域-设备列表区域-设备详情区域-监测状态区域-光谱曲线区域-多维报表区域）能够全方位、多层次实现数据可视化。

3 产品背后的技术偏执

创造

大多数的产品都是微小的改进或者纯粹是模仿，而中科谱光的这款固定式水质监测仪却可称得上是创造！从定位用户诉求找准切入点到开始设计起动试验，从发现挑战到逐步排查解决困难，固定式水质监测仪的上市凝结了工程师的大量心血。

1.0样机

在硬件研发方面，初版的1.0样机经过反复试验论证，确定了固定式智能光谱在线检测系统硬件原理可行。经组装调试后，初代机器如期下水实验。

1.0样机

2.0样机

随后研发改进2.0版样机，已具备产品化的某些特性，2.1版经过增加功能，完善结构，zui终实现真样机产品。2.2版样机，进一步优化了设备的内部电路布局，使其在装配好5块太阳能电池板后能够在内部自行充供电，达到2个月的额定使用时间。在定点水域试验数据回传能力，测试结果符合预期。

2.0样机

3.0样机

3.0版本在改变光源的固定方式基础上更优化了外观结构，解决了设备散热、防水、防撞三大困难，产品完成开发测试，顺利交付投入市场。

3.0样机

4 实际应用案例

天津市水质监测应用

2020年7月底，中科谱光携固定式智能水质检测仪前往天津市某河道进行固定式水质监测投放。期间，固定式智能水质检测仪由船舶携带，固定于河道一处，其设置30分钟采集一次，每次采集7个数据的间隔，全天候不间断在线监测，通过智能终端观察分析数据。

郑州环保局、青岛水务局水质监测应用

2020年8月中旬，中科谱光工程师赶赴郑州、青岛多地进行实地水质实地勘测，经过轮番数据比较，固定式智能水质检测仪测得数据与当地环保水务部门实验室化验分析得出的数据几乎相同，进一步验证了检测结果的准确性。后续6台仪器将长期留在定点水域，持续传输水质数据，为科研人员提供研究资料。

郑州市辛安后河

青岛市黄岛区华青桥部署3台固定式智能水质检测仪