电极法氨氮监测仪的多参数集成设计

将电极法氨氮监测与其他水质参数（如 pH、溶解氧、浊度）集成，可实现 “一仪多测"，降低设备成本与安装空间，核心集成技术如下：

硬件集成方案

共用核心模块：

采样与预处理系统：共用采样泵、过滤器、恒温单元，通过电磁阀切换水样至不同检测单元（氨氮电极、pH 电极、浊度传感器），确保各参数测量的水样一致性（采样时间差＜1 分钟）。

控制与通讯系统：采用同一微处理器（如 STM32H743）协调各参数的测量时序，避免资源冲突；共用 4G/RS485 通讯模块，数据统一打包上传（符合 HJ 212-2017 协议），减少通讯接口和线缆。

多参数检测单元集成：

氨氮检测：保留离子选择电极模块，敏感膜朝向水样流路，确保 NH₃充分接触。

pH 检测：集成玻璃 pH 电极（与氨氮电极并排安装，间距＜5cm），实时监测水样 pH（用于氨氮测量的 pH 补偿和单独输出）。

浊度检测：在预处理后增加 90° 散射浊度传感器（650nm LED 光源），测量范围 0-1000NTU，用于评估水样浑浊度和触发自清洁（浊度＞50NTU 时启动清洗）。

溶解氧（可选）：集成荧光法溶氧传感器（无需电解液），测量范围 0-20mg/L，用于评估水体生化活性（如氨氮与 DO 的关联分析）。

测量时序与资源调度

分时测量策略：为避免各参数检测相互干扰（如 pH 测量的电解液影响氨氮电极），采用时序控制：

测量周期：默认 30 分钟 / 次，依次进行浊度测量（30 秒）→ pH 测量（1 分钟）→ 氨氮测量（5 分钟）→ 溶解氧测量（30 秒），间隔 1 分钟进行管路冲洗，确保前一参数测量不影响后一参数。

优先级调度：当触发应急测量（如氨氮超标）时，暂停其他参数测量，优先完成氨氮复测（10 分钟内出结果），确保关键参数响应及时。

联动控制逻辑：

浊度＞100NTU 时，自动延长过滤时间（从 30 秒至 1 分钟），并增加氨氮电极清洗次数（从 1 次至 2 次），减少悬浮物干扰。

pH 偏离目标值（11.0±0.5）时，调整 NaOH 加药量后再进行氨氮测量，确保氨氮转化充分。

数据融合与输出

数据关联分析：系统内置多参数关联模型，如 “氨氮升高 + DO 下降 + 浊度升高" 提示可能是生活污水污染；“氨氮升高 + pH 升高" 提示可能是工业废水（如化肥废水）排放，辅助污染类型判断。

统一数据输出：各参数数据通过同一协议帧上传，包含参数标识（如 “NH3N"“pH"“TURB"）、测量值、单位、时间戳，平台可根据需求筛选展示单参数或多参数组合曲线（如氨氮与 DO 的趋势对比）。

集成优势与应用场景

优势：

成本降低：集成系统成本比单独购买各参数仪器低 40-50%，安装空间减少 60%（尤其适合小型监测站）。

数据同步：同一水样、同一时间点的多参数数据，关联性更强，分析价值更高。

运维简化：仅需维护一套采样与预处理系统，耗材更换、校准周期统一，运维工作量减少 50%。

应用场景：

小型污水处理厂：同时监测氨氮（排放指标）、pH（工艺控制）、浊度（出水水质），满足基本监控需求。

饮用水源地：监测氨氮（污染指标）、DO（水体健康）、浊度（感官指标），全面评估水源质量。

企业排污口：低成本实现多参数达标监控（如氨氮≤15mg/L、pH 6-9、浊度≤20NTU）。