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哈美頓傳感器Polilyte Plus H MS 120在水質(zhì)pH與溶解氧同步監(jiān)測中的應(yīng)用
上海儀器網(wǎng) / 2025-12-10

 

一、方案背景與需求分析

1.1 行業(yè)背景

在市政供水、污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖及工業(yè)循環(huán)水等領(lǐng)域，水質(zhì)pH值與溶解氧（DO）濃度是反映水體生態(tài)穩(wěn)定性、污染程度及工藝運(yùn)行狀態(tài)的核心指標(biāo)。pH值直接影響水體中污染物的形態(tài)轉(zhuǎn)化與生物活性，溶解氧則是衡量水體自凈能力與水生生物生存環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測多采用單一參數(shù)傳感器分步檢測，存在響應(yīng)滯后、數(shù)據(jù)不同步、維護(hù)頻繁等問題，如單獨(dú)pH傳感器與溶解氧傳感器分別部署時(shí)，易因監(jiān)測時(shí)間差導(dǎo)致水質(zhì)狀態(tài)判斷偏差，且頻繁的校準(zhǔn)與清潔增加了運(yùn)維成本。哈美頓傳感器Polilyte Plus H MS 120作為集成化雙參數(shù)監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了pH與溶解氧的同步精準(zhǔn)檢測，有效解決傳統(tǒng)監(jiān)測痛點(diǎn)，為水質(zhì)管理提供高效可靠的技術(shù)支撐。

1.2 核心需求

不同水質(zhì)監(jiān)測場景對傳感器提出差異化要求：市政供水需實(shí)時(shí)監(jiān)測出廠水pH（6.5-8.5）與溶解氧（≥6mg/L），確保飲用水安全；污水處理曝氣池需精準(zhǔn)控制pH（6.0-9.0）與溶解氧（2-4mg/L），保障生化反應(yīng)效率；高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖則要求pH（7.5-8.5）與溶解氧（≥5mg/L）的連續(xù)穩(wěn)定監(jiān)測，避免魚類應(yīng)激反應(yīng)。Polilyte Plus H MS 120憑借其雙參數(shù)同步監(jiān)測、高穩(wěn)定性及低維護(hù)特性，可針對性滿足多場景核心需求，提升水質(zhì)監(jiān)測的時(shí)效性與數(shù)據(jù)可靠性。

二、方案核心設(shè)備特性

哈美頓傳感器Polilyte Plus H MS 120采用“模塊化電極+智能信號處理”技術(shù)，集成pH與溶解氧雙檢測單元，實(shí)現(xiàn)兩種參數(shù)的同步采集與傳輸，核心技術(shù)參數(shù)與性能優(yōu)勢如下：
技術(shù)參數(shù)
pH檢測指標(biāo)
溶解氧檢測指標(biāo)
性能優(yōu)勢
測量范圍
0-14 pH
0-20 mg/L；0-100%飽和度
覆蓋各類水體的pH與溶解氧變化區(qū)間，適用性廣
測量精度
±0.01 pH（25℃）；±0.02 pH（全量程）
±0.05 mg/L（0-10 mg/L）；±0.1 mg/L（10-20 mg/L）
滿足精密監(jiān)測需求，數(shù)據(jù)誤差遠(yuǎn)低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
響應(yīng)時(shí)間
≤2秒（達(dá)到95%響應(yīng)值）
≤5秒（達(dá)到90%響應(yīng)值）
快速捕捉水質(zhì)參數(shù)變化，避免數(shù)據(jù)滯后導(dǎo)致的誤判
溫度補(bǔ)償范圍
-5-130℃
-5-130℃
適配不同水溫環(huán)境，消除溫度對檢測結(jié)果的影響
校準(zhǔn)周期
30-60天
30-60天
遠(yuǎn)長于傳統(tǒng)傳感器（15天內(nèi)），降低運(yùn)維工作量
防護(hù)等級
IP68
IP68
可長期浸入水體工作，適應(yīng)復(fù)雜水質(zhì)環(huán)境
輸出信號
4-20mA模擬信號；RS485數(shù)字信號
4-20mA模擬信號；RS485數(shù)字信號
兼容主流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

三、多場景應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

3.1 污水處理廠曝氣池監(jiān)測方案

3.1.1 監(jiān)測目標(biāo)

污水處理曝氣池是生化反應(yīng)的核心區(qū)域，pH值過高或過低會(huì)抑制微生物活性，溶解氧濃度直接影響有機(jī)物降解效率。利用Polilyte Plus H MS 120同步監(jiān)測曝氣池內(nèi)pH（控制范圍6.5-7.5）與溶解氧（控制范圍2-3mg/L），實(shí)時(shí)反饋參數(shù)變化，為曝氣系統(tǒng)與加藥系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，提升污水處理效率與出水水質(zhì)。

3.1.2 設(shè)備部署與參數(shù)設(shè)置

  • 安裝位置：曝氣池中部（混合均勻區(qū)域），距池底1.5m處，避免曝氣氣泡直接沖擊傳感器
  • 檢測頻率：1次/秒（實(shí)時(shí)采集），數(shù)據(jù)每5秒上傳至中控系統(tǒng)
  • 溫度補(bǔ)償：自動(dòng)開啟（水溫范圍15-35℃）
  • 報(bào)警閾值：pH＜6.0或＞8.0；溶解氧＜1.5mg/L或＞4.0mg/L

3.1.3 操作流程

  1. 傳感器校準(zhǔn)：使用pH 4.00、7.00、10.01標(biāo)準(zhǔn)緩沖液與飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)，記錄校準(zhǔn)系數(shù)
  2. 設(shè)備安裝：將傳感器通過支架固定于預(yù)設(shè)位置，確保檢測探頭完全浸入水中，連接信號線纜至中控系統(tǒng)
  3. 系統(tǒng)調(diào)試：啟動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，檢查信號傳輸穩(wěn)定性，驗(yàn)證溫度補(bǔ)償功能有效性
  4. 實(shí)時(shí)監(jiān)測：系統(tǒng)運(yùn)行期間，實(shí)時(shí)顯示pH與溶解氧數(shù)據(jù)，當(dāng)參數(shù)超出報(bào)警閾值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)聲光報(bào)警并推送至運(yùn)維終端
  5. 定期維護(hù)：每45天進(jìn)行一次清潔與校準(zhǔn)，檢查電極損耗情況

3.2 高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測方案

3.2.1 監(jiān)測目標(biāo)

高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖中，水體pH值與溶解氧是影響魚類生長的關(guān)鍵因素，pH值7.5-8.5、溶解氧≥5mg/L的環(huán)境可顯著提升魚類存活率與生長速度。利用Polilyte Plus H MS 120連續(xù)監(jiān)測養(yǎng)殖池水質(zhì)參數(shù)，實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)增氧設(shè)備與pH調(diào)節(jié)裝置，避免因參數(shù)突變導(dǎo)致的魚類浮頭、死亡等問題，降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 設(shè)備部署與參數(shù)設(shè)置

  • 安裝位置：養(yǎng)殖池對角處（各1臺(tái)），距池邊2m、距池底0.8m，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)具有代表性
  • 檢測頻率：1次/秒，數(shù)據(jù)每10秒上傳至養(yǎng)殖監(jiān)控平臺(tái)，生成實(shí)時(shí)曲線
  • 溫度補(bǔ)償：自動(dòng)開啟（水溫范圍20-30℃）
  • 聯(lián)動(dòng)閾值：溶解氧＜4.5mg/L時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)增氧機(jī)；pH＜7.2時(shí)自動(dòng)投加堿性調(diào)節(jié)劑，pH＞8.8時(shí)自動(dòng)投加酸性調(diào)節(jié)劑

3.2.3 操作流程

  1. 預(yù)校準(zhǔn)：養(yǎng)殖前24小時(shí)，使用現(xiàn)場水樣浸泡傳感器2小時(shí)，再用標(biāo)準(zhǔn)液完成校準(zhǔn)
  2. 部署固定：采用浮球支架固定傳感器，確保水位變化時(shí)探頭始終浸入水中，連接無線傳輸模塊
  3. 聯(lián)動(dòng)調(diào)試：測試傳感器與增氧機(jī)、投藥裝置的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)速度，確保參數(shù)觸發(fā)閾值后設(shè)備可在30秒內(nèi)啟動(dòng)
  4. 日常監(jiān)測：實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)，每日導(dǎo)出參數(shù)曲線，分析水質(zhì)變化規(guī)律，優(yōu)化養(yǎng)殖管理策略
  5. 維護(hù)保養(yǎng)：每30天清潔電極表面附著物，每60天進(jìn)行全面校準(zhǔn)

3.3 市政供水廠出廠水監(jiān)測方案

3.3.1 監(jiān)測目標(biāo)

市政供水出廠水需滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2022），其中pH值6.5-8.5、溶解氧≥6mg/L是重要指標(biāo)。利用Polilyte Plus H MS 120對出廠水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保水質(zhì)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，為供水安全提供最后一道保障，避免不合格水流入供水管網(wǎng)。

3.3.2 設(shè)備部署與參數(shù)設(shè)置

  • 安裝位置：出廠水管道旁通管內(nèi)，采用流通式安裝，確保水樣流速穩(wěn)定（0.5-1m/s）
  • 檢測頻率：1次/秒，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至水質(zhì)監(jiān)測中心，與水廠SCADA系統(tǒng)對接
  • 溫度補(bǔ)償：自動(dòng)開啟（水溫范圍10-25℃）
  • 報(bào)警機(jī)制：參數(shù)超標(biāo)時(shí)立即暫停供水泵，啟動(dòng)備用供水線路，同時(shí)向監(jiān)管部門推送報(bào)警信息

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與效能分析

4.1 設(shè)備核心性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

4.1.1 檢測精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：選取pH 4.00、7.00、10.01標(biāo)準(zhǔn)緩沖液與溶解氧濃度為2.00mg/L、5.00mg/L、10.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)水樣，分別用Polilyte Plus H MS 120與進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器（精度±0.005 pH；±0.02 mg/L）同步檢測，每個(gè)樣品平行測定10次，計(jì)算相對誤差與標(biāo)準(zhǔn)偏差。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
檢測參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)值
Polilyte實(shí)測平均值
相對誤差（%）
標(biāo)準(zhǔn)偏差
pH值
4.00
4.01
0.25
0.008
7.00
6.99
-0.14
0.005
10.01
10.02
0.10
0.011
溶解氧（mg/L）
2.00
2.01
0.50
0.012
5.00
4.99
-0.20
0.009
10.00
10.03
0.30
0.015

4.1.2 長期穩(wěn)定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將Polilyte Plus H MS 120與傳統(tǒng)雙傳感器組合（某品牌pH傳感器+某品牌溶解氧傳感器）同時(shí)置于污水處理廠曝氣池內(nèi)，連續(xù)運(yùn)行60天，每日同一時(shí)間記錄兩組設(shè)備的pH與溶解氧檢測數(shù)據(jù)，計(jì)算兩組設(shè)備的累計(jì)誤差與數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
檢測設(shè)備
檢測參數(shù)
初始校準(zhǔn)值
第30天實(shí)測值
第60天實(shí)測值
60天累計(jì)誤差（%）
日均波動(dòng)幅度
Polilyte Plus H MS 120
pH值
7.00
7.02
7.03
0.43
±0.012
溶解氧（mg/L）
2.50
2.52
2.53
1.20
±0.021
傳統(tǒng)雙傳感器組合
pH值
7.00
7.08
7.15
2.14
±0.035
溶解氧（mg/L）
2.50
2.61
2.72
8.80
±0.058

4.1.3 性能分析

由檢測精度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，Polilyte Plus H MS 120在pH與溶解氧檢測中相對誤差均≤0.50%，標(biāo)準(zhǔn)偏差≤0.015，檢測精度與進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)儀器基本持平，完全滿足精密水質(zhì)監(jiān)測需求。長期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)中，該傳感器60天累計(jì)誤差僅0.43%（pH）與1.20%（溶解氧），日均波動(dòng)幅度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)傳感器組合，證明其具有優(yōu)異的長期運(yùn)行穩(wěn)定性，可大幅延長校準(zhǔn)周期，降低運(yùn)維成本。

4.2 典型應(yīng)用場景效能實(shí)驗(yàn)

4.2.1 污水處理廠曝氣池監(jiān)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：選取某市政污水處理廠曝氣池，分別采用Polilyte Plus H MS 120監(jiān)測系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)組）與傳統(tǒng)人工采樣檢測（對照組，每2小時(shí)采樣一次），連續(xù)運(yùn)行30天，對比兩組的COD去除率、氨氮去除率及運(yùn)維成本。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
監(jiān)測方式
COD去除率（%）
氨氮去除率（%）
運(yùn)維成本（元/月）
參數(shù)超標(biāo)次數(shù)
Polilyte監(jiān)測系統(tǒng)
89.2
92.5
1200
3次
傳統(tǒng)人工檢測
82.6
85.3
4500
15次

4.2.2 高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：選取兩個(gè)面積均為1000㎡的草魚養(yǎng)殖池，實(shí)驗(yàn)組采用Polilyte Plus H MS 120聯(lián)動(dòng)增氧與投藥系統(tǒng)，對照組采用人工定時(shí)檢測（每4小時(shí)一次）與手動(dòng)操作設(shè)備，養(yǎng)殖周期為90天，對比兩組的草魚存活率、平均體重及養(yǎng)殖收益。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
養(yǎng)殖方式
存活率（%）
平均體重（kg/尾）
飼料系數(shù)
單池收益（萬元）
Polilyte聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)
96.8
1.82
1.65
18.5
傳統(tǒng)人工方式
82.3
1.56
1.92
10.2

4.2.3 市政供水廠出廠水監(jiān)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：某市政供水廠在出廠水管道部署Polilyte Plus H MS 120監(jiān)測系統(tǒng)，與原有實(shí)驗(yàn)室檢測（每日3次）對比，連續(xù)運(yùn)行60天，統(tǒng)計(jì)兩組的水質(zhì)參數(shù)合格率、檢測響應(yīng)時(shí)間及故障處理效率。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
監(jiān)測方式
水質(zhì)合格率（%）
參數(shù)異常響應(yīng)時(shí)間
故障處理完成時(shí)間
數(shù)據(jù)追溯完整性（%）
Polilyte實(shí)時(shí)監(jiān)測
100
≤30秒
≤10分鐘
100
實(shí)驗(yàn)室定期檢測
98.2
≥2小時(shí)
≥30分鐘
85.0

4.2.4 應(yīng)用效能分析

污水處理場景中，Polilyte監(jiān)測系統(tǒng)使COD與氨氮去除率分別提升6.6%與7.2%，運(yùn)維成本降低73.3%，參數(shù)超標(biāo)次數(shù)減少80%，這得益于其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐的精準(zhǔn)調(diào)控，避免了傳統(tǒng)人工檢測的滯后性導(dǎo)致的工藝波動(dòng)。水產(chǎn)養(yǎng)殖場景中，實(shí)驗(yàn)組草魚存活率提升14.5%，平均體重增加16.7%，飼料系數(shù)降低14.1%，單池收益提升81.4%，核心原因是傳感器實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)設(shè)備，維持了穩(wěn)定的水質(zhì)環(huán)境，減少了魚類應(yīng)激反應(yīng)與病害發(fā)生。市政供水場景中，Polilyte實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)水質(zhì)合格率100%，異常響應(yīng)時(shí)間從2小時(shí)縮短至30秒內(nèi)，數(shù)據(jù)追溯完整性提升15%，為供水安全提供了高效保障，解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)滯后的問題。

五、結(jié)論

哈美頓傳感器Polilyte Plus H MS 120通過“雙參數(shù)集成檢測+智能信號處理”的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)pH與溶解氧的同步精準(zhǔn)監(jiān)測，其檢測精度±0.01 pH（25℃）、±0.05 mg/L（溶解氧），長期運(yùn)行60天累計(jì)誤差≤1.20%，性能優(yōu)于傳統(tǒng)傳感器組合。在污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、市政供水等多場景應(yīng)用中，該傳感器可顯著提升水質(zhì)調(diào)控精度、降低運(yùn)維成本、提高生產(chǎn)與供水安全性，同時(shí)其IP68防護(hù)等級與長校準(zhǔn)周期特性，使其能適應(yīng)復(fù)雜多變的水質(zhì)環(huán)境。綜上，Polilyte Plus H MS 120為現(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測提供了高效、可靠的一體化解決方案，具有廣闊的應(yīng)用前景與推廣價(jià)值。

 

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