饮用水水质在线仪表检测误差形成因素的分析

饮用水水质在线仪表检测误差形成因素的分析

周日安

国家城市供水水质监测站温州监测站  浙江温州  325000

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。当前，我国存在水资源严重污染的问题，水资源直接影响人们的日常生活和切身利益。因此，水质检验具有十分重要的意义。在水质检验过程中，应确保数据准确，进而为防治水资源污染、保障水资源卫生质量奠定基础。然而在实际开展生活饮用水水利建设时，存在数据误差，影响水资源管理。因此，应保障水资源管理准确度，控制数据误差。在采用仪器仪表进行测量和勘探时，受设备、测量人员和周边环境因素影响，所测数据与实际值之间存在偏差或误差。其中，在仪表测量中的误差无法完全避免，但需要高度重视，在监测过程中，尽可能避免误差的产生，通过分析仪器仪表测量找出误差的形成原因，进一步探讨降低误差的有效方法，为仪器测量提供重要参考。本文就饮用水水质在线仪表检测误差形成因素展开探讨。

关键词：饮用水；水质在线仪表；检测；误差

引言

饮用水水质检测工作涉及多项内容，检测工作难度大。为了提高饮用水水质检测工作水平，检测人员应充分掌握饮用水水质检测过程中存在的不足之处，利用针对性的手段进行解决，确保饮用水水质检测工作有序展开。

1用水水质检测的现实意义分析

水是各种生活活动的关键基础，世界万物的生存和发展与水源密切相关。饮用水污染对每个人的生产和生活质量的危害是很严重的。因此，改善饮用水体的检测非常重要。实际上，它是执行控制方法的基础。检测水体的关键包括检测水体的物理和化学性质以及检测水中的微生物。对于日常饮用水，水质测试包括对化学物质（例如空气中的污染物和水中的细菌）的测试，以减少对人体和心理健康的危害。如果饮用水中存在细菌和病毒，建议使用高温杀菌消毒进行净化处理，从源头上改善水质。对于一些超标的危险重金属，一般采用过滤等净化处理方法。尽管许多测试实践表明，饮用水中仍含有一些微量化学元素，但如果有害重金属含量过高，则会对人体的身心健康造成极大伤害。此外，在饮用水质量检测过程中，应改善对有机化学空气污染物的处理。然而，当代人并没有高度重视饮用水水质测试。近年来也是如此。因此，在饮用水水质检测上应给予一定的重视，并应改进优良的检测技术，以全面维护每个人的生活和健康水平。

2水质在线检测仪表误差形成原因分析

（1）在线仪表信号传输误差。对于水质在线检测仪表而言，一般采用两种方法进行数据采集：现场总线制输出；通过输出信号提供模拟信号方式。其中采用总线制仪表进行信号传输时，其产生误差一般可以忽略，而对于4～20mA模拟信号传输，在数据传输时，由于受多种因素干扰，会形成各种误差。结合对仪表输入端干扰作用，可将其分为共模和串模干扰，其中串模干扰是叠加与被测信号中的干扰，共模干扰是加在仪表任意输入端和地的干扰。（2）仪表自身误差。一些在线检测仪器仪表本身存在一定的测量误差，通常是以精确度表示误差范围及量值，生产厂家提供的仪器说明书中会有对应介绍。如1720E浊度仪以及DKKpH仪器，对这两种仪器进行仪表测量误差分析。其中，1720E浊度仪采用福尔马肼散射法进行水质检测，该浊度仪的测量量程为0～100NTU，可采用单点校准法进行仪器校准，在处于0～40NTU时，具有良好的内线性范围，可用于低量程水质测量，可分段控制精确度。针对0～10NTU量程为±2%读数值，或0.015NTU，针对10～40NTU量程为±5%读数值，对于40～100NTU量程为±10%读数值。对于DKKpH仪器，采用玻璃电极法进行pH值测量，该仪器的量程为0～14，采用两点校准法进行仪器校准，精确度可达到0.01。对于Cl17型余氯设备，采用DPD比色法，该设备的测量量程为0～5mg/L，可用于自由氯以及余氯检测，采用单点标准法，准确度达5%，或0.0035mg/L。

3水质检验数据处理分析

3.1加强先进检测技术及检测设备的引进

第一，检测人员应充分明确饮用水水质检测工作的重要作用，认识自身的职责所在；第二，在科学技术不断发展的背景下，检测机构应加强检测技术创新及检测设备升级，加大资金投入，积极淘汰老旧检测设备及仪器，促进检测环节基础设施建设。此外，还应做好检测设备及仪器的维护保养工作，确保饮用水水质检测工作有序展开。

3.2信号传输误差控制

（1）减少串模干扰。生产过程仪表执行机构以及控制系统间信号传输，会导致仪表与设备传输受干扰，一旦形成这种干扰，无法有效消除，在布线时，需充分考虑串模干扰问题。在设计时，可采用屏蔽电缆，严格做好强弱电分离，有效抑制传输干扰的产生。针对后期使用中存在较大干扰的信号，应增加信号隔离器，抑制干扰信号传递，尽可能减少信号传输误差产生。（2）减少共模干扰。不同水质在线检测仪器均含有接地点，并且大地在不同点间存在电位差，将其与PLC进行连接后，可通过系统形成到地泄漏电流，通过电阻耦合，能够作用于在线仪表，使其形成共模干扰。经过滤后的水在测量其浊度和余氯时数据存在较大波动，分析结果发现，在机柜测接地点与自控系统接地点电位差达到10V以上。因此，针对两个系统采取同一点接地进行改进后，能够恢复数据稳定。针对信号电缆屏蔽层接地，要求采取单点接地法。目前控制系统设计中，通常在控制系统侧进行接地。如果屏蔽层在仪表侧和信号输入端接地，地电位差可通过屏蔽层形成回路，相比屏蔽层来说地电阻较小，因此在屏蔽层会形成一定的电位梯度，可通过屏蔽层与信号导线分布电容器耦合到回路中，但要求屏蔽层单点接地。（3）合理使用总线制仪表。在水厂进行水质在线仪器仪表使用时，颗粒计数器应采用总线传输方法进行数据传输，其不会形成传输误差。在传输过程中，总线制仪表是通过数字信号的方式进行数据传输，能够防止传输误差产生，但该仪表成本较高，且要求设定合理传输量程。在采用在线仪表进行信号传输时，应选择合适量程，放大测量信号，以减少干扰信号的占比，降低误差产生。

3.3饮用水之中气相色谱法的应用

近年来，气相色谱技术在饮用水质的检测中，其自动化程度明显提升，同时该技术还逐步地摆脱了人为操作，通过智能化的操作可以使气相色谱仪在功能方面提升安全性和高效性，如智能化手性固定液等，通过这一设备便可以使毛细管色谱柱得到广泛的应用，提高对饮用水中污染物的检测分析速度。气相色谱技术在应用过程中还可与质谱技术进行协同使用，该技术在应用过程中可以对饮用水中的多组混合物及污染物进行分离处理，同质谱联用技术主要是对水剂中的污染物实行分组处理。目前在我国市场上所售卖的同质谱联用技术仪器通常为磁质谱、傅里叶变换质谱等功能相关设备，随着技术发展，这些设备的接口逐渐变小，设计更加精巧，更加适用于野外水质的检测工作。

结语

水质检验误差存在可测、偶然和过失3种不同类型的误差。进行水质检验时误差无法避免，需采取有效方法合理控制误差。尤其对于水质在线检测仪表来说，需通过误差原因分析，进行控制方法探讨。

参考文献

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