Автоматичні системи контролю якості природних вод

Автоматичні системи контролю за якістю поверхневих вод складаються з датчикової частини, яка розмішується в різних точках контрольованого водного середовища, апаратури передачі даних і центральної станції для прийому та реєстрації аналогових та цифрових сигналів.

Найпоширенішими є наступні способи розміщення блоку датчиків:

• безпосередньо у водоймі, коли на тросі спускають блок, який з'єднаний з приладом, розміщеним на березі;

• блок знаходиться у нижній частині автоматичної станції в спеціальному відсіку, куди вода податься із заданої точки водоймища зануреним насосом.

Перевага першого способу в тому, що інформація надходить в задану точку без транспортного запізнення та пов'язаних з ним похибок. Недолік способу- необхідність частого виймання блоку датчиків для очистки та перевірки. Цей метод практично не засто­со­вується на річках складного гідрологічного режиму та в районах із суворим кліматом.

Другий спосіб конструктивно простіший та надійний. Його недо­ліками є: транспортне запізнення одержання інформації;

похибки внаслідок можливого обростання внутрішньої поверхні шланга, яким подають воду. Цей спосіб широко застосовується взакордонних конструкціях.

Для передачі даних на центральну станцію застосовують аналоговий та цифровий способи. Перший спосіб зручний та простий в реалізації, другий- забезпечує високу точність, але потребує додаткових витрат на апаратуру перетворення аналогових сигналів у цифрові.

Інформацію можливо передавати телефоном, телеграфом, радіо та електронною поштою. Реєстрація та збереження інформації в системах здійснюється самописцями, перфораторами, записами на магнітні або електонні носії.

В Україні широко застосовується автоматична станція контролю поверхневих вод (АСКПВ) і автоматична станція контролю забруднення вод (АСКЗВ-Г).

Автоматична станція контролю поверхневих вод (АСКПВ) скла­дається з наступних функціональних частин: насосно-гідравлічної системи (НГЧ), вимірювальної частини (ВЧ), електронно-перетворюючої частини (П), апаратури передачі даних (АПД), центральної станції (ЦС).

Найбільш важливою частиною станції є її насосно-гідравлічна частина, яка забезпечує забір контрольованої води на одному або двох рівнях (в глибину) і її доставку (без зміни фізико-хімічних показників) до первинного перетворювача вимірювальної частини. Насосно-гідравлічна частина складається з водозабірних пристроїв, занурених насосів з електро­приводами та відповідних трубопроводів.

Вимірювальна частина забезпечує одержання нормованих електрич­них сигналів, які несуть інформацію про виміряні фізико-хімічні показники: температуру, рівень води, концентрацію розчиненого кисню, рН, окисно-відновиий потенціал, електропровідність, концентрацію завислих речовин, іони міді та сульфідів. Ця частина складається з блоку первинних

перетворювачів і олоку нормованих перетворювачів.

Електронно-перетворююча частина (ЕП4) служить для забезпечення програми вимірювання, первинної обробки даних, представлення даних у формі, яка зручна для використання на місцях та передачі даних на канали зв'язку. ЕПЧ забезпечує також задані алгоритми функціонування всіх пристроїв автоматизованої системи контролю води, виконує функції контролю технічного стану пристроїв, аварійного захисту та сигналізації. Апаратура передачі даних необхідна для передачі даних про якість води на центральну станцію.

Ця станція дозволяє лроводити аналізмводи з періодичністю 30хв. 1, 2, З, 6, 12 год., а також за командами з диспетчерського пункту. Періодичність включення станції встановлюється залежно від необхідної частоти замірів. Періодичне вимкнення вимірювальної частини станції проводиться подачею напруги за командами ЕПЧ. Розміщують вимірювальну частину станції в опалювальних приміщеннях на березі водного об'єкта, на свайних опорах, опорах гідротехнічних споруд. ВЧ станції нормально функціонує при температурі повітря 5–40°С. Автоматичної стаиції контролю забруд­нення вод (АСКЗВ-Г) входять вимірювально-пробовідбірна частина (ВПЧ), обладнання збору та обробки інформації (ОЗОТ), апаратури передачі даних (АПД).

Вимірювальна пробовідбірна частина (ВП4) забезпечує автоматичне вимірювання фізичних властивостей і хімічного складу вод, передачу результатів вимірювання на станцію у вигляді уніфікованих сигналів. ВП4 складається з 17 приладів і пробовідбірного пристрою на 24 проби (по 1 л ). Прилади забезпечують вимірювання температури, рН, окислювально-відновного потенціалу, концентрації розчиненого кисню, електропровідності, мутності, рівня води; дають змогу визначати забруднюючі речовини за допомогою автоматичних фотоколориметрів та УФ-світлопоглинання при­родної води. Вимірювання виконують від 30 хв. До 12 год.

Обладнання збору та обробки інформації здійснює узагальнення даних про параметри, які вимірюються, для визначення фізико-хімічного складу поверхневих вод. За допомогою комп’ютера реалізується цифрова фільтрація сигналів датчиків; програмна корекція характеристик первинних перетворювачів та автоматичний вибір робочого діапазону. За заданою програмою вхідні сигнали вимірюються, масштабуються та усереднюються залежно від алгоритму обробки інформації на кожному вимірювальному каналі. Після закінчення циклу усереднення, який може змінюватися в межах 0,5, 1, 2, 3, 6; 12 год., оброблена інформація переписується в буферну пам'ять і виводиться на регулюючий пристрій (перфоратор, телетайп). Записана інформація каналами зв'язку через АГІД за командою з центральної станції передається в центр обробки інформації.

Обидві системи можуть контролювати від 2 до 50 створів.

За кордоном найбільшого розповсюдження набули автоаналізатори, які базуються на дискретному методі аналізу, Загальним для всіх систем є модульна побудова, простота обслуговування та сумісність вихідних сигналів з ЕОМ. Відрізняються системи кількістю та складом параметрів, що контролюються.