水质自动质控系统的制作方法

本实用新型属于数据监测领域，具体涉及一种水质自动质控系统。

背景技术：

水质在线自动监测系统(On-line Water Quality Monitoring System)是一个以在线分析仪表和实验室研究需求为服务目标，以提供具有代表性、及时性和可靠性的样品信息为核心任务，运用自动控制技术、计算机技术并配以专业软件，组成一个从取样、预处理、分析到数据处理及存贮的完整系统，从而实现对样品的在线自动监测。自动监测系统一般包括取样系统、预处理系统、数据采集与控制系统、在线监测分析仪表、数据处理与传输系统及远程数据管理中心，这些分系统既各成体系，又相互协作，以完成整个在线自动监测系统的连续可靠地运行。

随着国家环保政策日益完善和管理的加强,水质在线监测系统在实际监测中得到广泛的应用。目前水质自动监测系统故障率较高,经常出现异常数据。如何保证水质在线监测系统实现长周期运行,保证监测数据的有效性、准确性，一直以来是水质监测、运维人员共同关注的问题。

因此，如何提供一种可确保水质监测数据准确性和完整性的自动质控装置已经成为研发人员重点研究问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种水质自动质控系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型实施例提供了一种水质自动质控系统，包括：

控制装置、标样装置、输送装置、混合装置、送样装置；其中，

所述控制装置分别连接至所述输送装置、所述混合装置、所述送样装置；

所述送样装置、所述输送装置、所述混合装置、所述送样装置依次连接形成闭合环路；

所述送样装置与待测仪器连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述标样装置包括：纯水样杯、母液样杯、仪器样水杯；其中，

所述纯水样杯、所述母液样杯、所述仪器样水杯均连接至所述输送装置。

在本实用新型的一个实施例中，所述输送装置包括：第一多通阀、注射泵；其中，

所述标样装置、所述第一多通阀、所述注射泵、所述混合装置依次连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述注射泵为高精度注射泵。

在本实用新型的一个实施例中，所述混合装置包括：混合样杯、搅拌泵；其中，

所述输送装置、所述混合样杯、所述送样装置依次连接，所述搅拌泵与所述混合样杯连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述送样装置包括：第一隔膜泵、第二多通阀、仪器标液杯、仪器三通阀；其中，

所述混合装置、所述第一隔膜泵、所述第二多通阀、所述仪器标液杯依次连接，所述仪器三通阀分别连接至所述待测仪器、所述仪器标液杯、所述标样装置。

在本实用新型的一个实施例中，还包括反洗装置，所述反洗装置包括：第二隔膜泵、反洗液样杯、第三多通阀、废液收集桶；其中，

所述反洗液样杯、所述第二隔膜泵、所述混合装置依次连接，所述送样装置、所述第三多通阀、所述废液收集桶依次连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的水质自动质控系统为水站内监测仪器提供本地及远程质控功能，进而判定仪器监测数据的可靠性、有效性，实现仪器的自动校准。

2.本实用新型的水质自动质控系统减少了水站建设与运维成本，减轻了水质监测站运维人员的工作量，提高了水质监测的工作效率和管理水平。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种水质自动质控系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种水质自动质控系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种水质自动质控系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种水质自动质控系统的数据审核方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-纯水样杯；2-第一母液样杯；3-第二母液样杯；4-第三母液样杯；5- 第四母液样杯；6-第一仪器样水杯；7-第一仪器样水杯；8-第三仪器样水杯；9-第四仪器样水杯；10-第一多通阀；11-注射泵；12-混合样杯；13-搅拌泵； 14-第一隔膜泵；15-第二多通阀；16-第一仪器标液杯；17-第二仪器标液杯； 18-第三仪器标液杯；19-第四仪器标液杯；20-第三多通阀；21-废液收集桶； 22-第二隔膜泵；23-反洗液样杯；24-第一仪器三通阀；25-第二仪器三通阀； 26-第三仪器三通阀；27-第四仪器三通阀；28-母液样杯；29-仪器样水杯； 30-仪器标液杯；31-仪器三通阀；40-待测仪器一；50-待测仪器二；60-待测仪器三；70-待测仪器四；100-控制装置；200-标样装置；300-输送装置；400- 混合装置；500-送样装置；600-反洗装置；700-待测仪器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请同时参见图1和2，图1为本实用新型实施例提供的一种水质自动质控系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的另一种水质自自动质控系统的结构示意图。

一种水质自动质控系统，包括：控制装置100、标样装置200、输送装置300、混合装置400、送样装置500；其中，

所述控制装置100包括：中央处理单元、数据传输单元、数据库单元；所述控制装置100分别连接至所述输送装置300、所述混合装置400、所述送样装置500；

所述送样装置200、所述输送装置300、所述混合装置400、所述送样装置500依次连接形成闭合环路；

所述送样装置500与待测仪器700连接。

在一个具体实施例中，所述标样装置200包括：纯水样杯1、母液样杯 28、仪器样水杯29；其中，

所述纯水样杯1、所述母液样杯28、所述仪器样水杯29均连接至所述输送装置300。

在一个具体实施例中，所述输送装置300包括：第一多通阀10、注射泵11；其中，

所述标样装置200、所述第一多通阀10、所述注射泵11、所述混合装置400依次连接。

在一个具体实施例中，所述注射泵11为高精度注射泵。

在一个具体实施例中，所述混合装置400包括：混合样杯12、搅拌泵 13；其中，

所述输送装置300、所述混合样杯12、所述送样装置500依次连接，所述搅拌泵13与所述混合样杯12连接。

在一个具体实施例中，所述送样装置500包括：第一隔膜泵14、第二多通阀15、仪器标液杯30、仪器三通阀31；其中，

所述混合装置400、所述第一隔膜泵14、所述第二多通阀15、所述一起标液杯30依次连接，所述仪器三通阀31分别连接至所述待测仪器700、所述仪器标液杯30、所述标样装置200。

在一个具体实施例中，还包括反洗装置600，所述反洗装置600包括：第二隔膜泵22、反洗液样杯23、第三多通阀20、废液收集桶21；其中，

所述反洗液样杯23、所述第二隔膜泵22、所述混合装置400依次连接，所述送样装置500、所述第三多通阀20、所述废液收集桶21依次连接。

本实用新型实施例还提出了一种水质自动质控系统的功能配方方法，应用于水质自动质控系统，所述自动质控系统包括：控制装置100、标样装置200、输送装置300、混合装置400、送样装置500，所述质控功能配方方法包括如下步骤:

(a)所述控制装置100发送质控信号到所述输送装置300、所述混合装置 400及所述送样装置500；

(b)所述输送装置300将所述标样装置200中的母液、纯水输送至所述混合装置400；

(c)所述混合装置400将所述母液、所述纯水后搅拌混合形成测试标样；

(d)所述送样装置500接收所述测试标样并输送给所述待测仪器700进行测试。

所述功能配方方法包括空白样配方方法、标液核查配方方法、加标样配方方法，并实现了空白样测试、标液核查测试、加标样测试等功能。

本实用新型实施例还提出了一种水质自动质控系统的数据审核方法，包括如下步骤：

利用递归算法，根据判定依据对仪器测试数据进行审核，并根据审核结果更新所述判定依据。

所述数据审核方法分别处理空白样质控数据、标液核查质控数据、加标样质控数据，并根据数据的审核结果不断更新判定依据，保证仪器数据与判定依据的有效性。

本实用新型实施例提供了一种水质自动质控系统及功能配方方法、数据审核方法，为水站内监测仪器提供本地及远程质控功能，进而判定仪器监测数据的可靠性、有效性，实现仪器的自动校准。

实施例二

请参见图3，图3为本实用新型实施例提供的又一种水质自动质控系统的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对一种水质自动质控系统的结构以及原理进行详细描述，包括重点对4套待测仪器进行说明。

具体地，一种水质自动质控系统，包括：控制装置100、标样装置200、输送装置300、混合装置400、送样装置500；其中，

所述控制装置100包括：中央处理单元、数据传输单元、数据库单元；所述控制装置100分别连接至所述输送装置300、所述混合装置400、所述送样装置500。

所述控制装置100根据内部程序输出控制指令，自动进行仪器质控，并根据判定依据进行数据审核。

所述标样装置200、所述输送装置300、所述混合装置400、所述送样装置500依次连接形成闭合环路。

所述送样装置500与所述待测仪器700连接。

在一个具体实施例中，所述标样装置200用于保存标准样品和提供标准样品。

在一个具体实施例中，所述标样装置200包括：纯水样杯1、第一母液样杯2、第二母液样杯3、第三母液样杯4、第四母液样杯5、第一仪器样水杯6、第二仪器样水杯7、第三仪器样水杯8、第四仪器样水杯9。

需要说明的是，所述第一母液样杯2、所述第二母液样杯3、所述第三母液样杯4、所述第四母液样杯5均为上述实施例中的所述母液样杯28。

需要说明的是，所述第一仪器样水杯6、所述第二仪器样水杯7、所述第三仪器样水杯8、所述第四仪器样水杯9均为上述实施例中的所述仪器样水杯29。所述纯水样杯1、所述第一母液样杯2、所述第二母液样杯3、所述第三母液样杯4、所述第四母液样杯5、所述第一仪器样水杯6、所述第二仪器样水杯7、所述第三仪器样水杯8、所述第四仪器样水杯9均连接至所述输送装置300。在一个具体实施例中，所述第一母液样杯2为高浓度母液样杯；所述第二母液样杯3为高浓度母液样杯；所述第三母液样杯4为高浓度母液样杯；所述第四母液样杯5为高浓度母液样杯。

在一个具体实施例中，所述输送装置300包括：第一多通阀10、注射泵11；其中，

所述标样装置200、所述第一多通阀10、所述注射泵11、所述混合装置400依次连接。

所述输送装置300用于将所述标样装置200中的标准样品输送给下一装置。

在一个具体实施例中，所述注射泵11为高精度注射泵。

在一个具体实施例中，所述混合装置400包括：混合样杯12、搅拌泵13；其中，

所述输送装置300、所述混合样杯12、所述送样装置500依次连接，所述搅拌泵13与所述混合样杯12连接。

所述搅拌泵13用于搅拌所述混合样杯12中的样品。

在一个具体实施例中，所述送样装置500包括：第一隔膜泵14、第二多通阀15、第一仪器标液杯16、第二仪器标液杯17、第三仪器标液杯18、第四仪器标液杯19、第一仪器三通阀24、第二仪器三通阀25、第三仪器三通阀26、第四仪器三通阀27；其中，

所述混合装置400、所述第一隔膜泵14、所述第二多通阀15依次连接。

所述第一仪器标液杯16、所述第二仪器标液杯17、所述第三仪器标液杯18、所述第四仪器标液杯19均连接至所述第二多通阀15。

需要说明的是，所述第一仪器标液杯16、所述第二仪器标液杯17、所述第三仪器标液杯18、所述第四仪器标液杯19均为上述实施例中的所述仪器标液杯30。所述第一仪器三通阀24分别连接至所述第一仪器样水杯6、所述第一仪器标液杯16、所述待测仪器一40。

所述第二仪器三通阀25分别连接至所述第二仪器样水杯7、所述第二仪器标液杯17、所述待测仪器二50。

所述第三仪器三通阀26分别连接至所述第三仪器样水杯8、所述第三仪器标液杯18、所述待测仪器三60。

所述第四仪器三通阀27分别连接至所述第四仪器样水杯9、所述第四仪器标液杯19、所述待测仪器四70。

需要说明的是，所述第一仪器三通阀24、所述第二仪器三通阀25、所述第三仪器三通阀26、所述第四仪器三通阀27均为上述实施例中的所述仪器三通阀31。

在一个具体实施例中，所述自动质控装置还包括反洗装置600，所述反洗装置600包括：第二隔膜泵22、反洗液样杯23、第三多通阀20、废液收集桶21；其中，

所述反洗液样杯23、所述第二隔膜泵22、所述混合装置400依次连接，所述送样装置500、所述第三多通阀20、所述废液收集桶21依次连接。

当对待测仪器一40进行质控时，所述第二多通阀15、所述第一仪器标液杯16、所述第三多通阀20、所述废液收集桶21依次连接。

当对待测仪器二50进行质控时，所述所述第二多通阀15、所述第二仪器标液杯17、所述第三多通阀20、所述废液收集桶21依次连接。

当对待测仪器三60进行质控时，所述所述第二多通阀15、所述第三仪器标液杯18、所述第三多通阀20、所述废液收集桶21依次连接。

当对待测仪器四70进行质控时，所述所述第二多通阀15、所述第四仪器标液杯19、所述第三多通阀20、所述废液收集桶21依次连接。

在一个具体实施例中，以待测仪器一40为例进行说明。当上级水站系统发出命令，需要为所述待测仪器一40进行质控空白样检测时，质控系统中的所述控制装置100根据空白样配方，启动空白样配置流程。关闭所述第三多通阀20，将所述第一多通阀10切换至所述纯水样杯1，将所述第二多通阀15切换至所述第一仪器标液杯16，通过所述第一仪器三通阀24将进样管道切换至所述第一仪器标液杯16，启动所述注射泵11，将一定量的空白样加入所述混合样杯12，再通过所述第一隔膜泵14将一定量的空白样送入所述第一仪器标液杯16，然后向上级水站系统返回完成空白样配置信号，请求监测仪器进行检测。待水站系统完成检测，所述质控系统开始进行反洗排空流程。

当上级水站系统发出命令，需要为所述待测仪器一40进行质控加标回收率测试时，所述质控系统中的所述控制装置100接收到该指令，根据加标样配方，启动加标样配置流程。通过所述第一仪器三通阀24将进样管道切换至所述第一仪器水样杯6，监测仪器测得试样测定值，关闭所述第三多通阀20，将所述第一多通阀10切换至所述纯水样杯1，启动所述注射泵11，向所述混合样杯12内加入一定量的纯水，将所述第一多通阀10切换至所述第一母液样杯2，启动所述注射泵11，向所述混合样杯12内加入一定量高浓度母液，将所述第一多通阀10切换至所述第一仪器样水杯6，启动所述注射泵11，向所述混合样杯12内加入一定量试样；启动所述搅拌泵13 搅拌所述混合样杯12内的试样；通过所述第一仪器三通阀24将进样管道切换至所述第一仪器标液杯16，再通过所述第一隔膜泵14将一定量加标后的试样送入所述第一仪器标液杯16，然后向上级水站系统返回完成加标样配置信号，请求监测仪器进行检测。待水站系统完成检测，所述质控系统开始进行反洗排空流程。

当上级水站系统发出命令，需要为所述待测仪器一40进行质控标液核查测试时，所述质控系统中的所述控制装置100接收到该指令，根据标液核查配方，启动标液配置流程。关闭所述第三多通阀20，将所述第一多通阀10切换至所述纯水样杯1，启动所述注射泵11，向所述混合样杯12内加入一定量纯水；将所述第一多通阀10切换至所述第一母液样杯2，启动所述注射泵11，向所述混合样杯12内加入一定量高浓度母液；启动所述搅拌泵13搅拌所述混合样杯12内的试样；通过所述第一仪器三通阀24将进样管道切换至所述第一仪器标液杯16，再通过所述第一隔膜泵14将一定量的试样送入所述第一仪器标液杯16，然后向上级水站系统返回完成标液配置信号，请求监测仪器进行检测。待水站系统完成检测，所述质控系统开始进行反洗排空流程。

所述反洗排空流程为：通过所述第二隔膜泵22将所述反洗液样杯23 中的反洗液加入所述混合样杯12，然后启动所述搅拌泵13，搅拌所述混合样杯12内的反洗液和残留试样；然后启动所述第一隔膜泵14，通过所述第二多通阀15将反洗液加入所述第一仪器标液杯16；再通过所述第三多通阀 20，将反洗液排至所述废液收集桶21。

待测仪器二50、待测仪器三60、待测仪器四70的测试方式与所述待测仪器一40类似，本实用新型实施例在此不再赘述。

本实用新型通过这种水质自动质控系统，可以达到以下有益效果：

1.本实用新型实施里的自动质控系统能够为多套仪器提供质控功能。

2.本实用新型实施例的自动质控系统减轻了水质监测站运维人员的工作量，提高了水质监测的工作效率和管理水平。

实施例三

本实用新型实施例在上述实施例的基础上，详细介绍了一种应用于上述实施例的自动质控系统的质控数据审核方法。

请参见图4，图4为本实用新型实施例提供的一种水质自动质控系统数据审核方法的流程示意图。所述数据审核方法是利用递归算法，根据仪器测试数据分别处理空白样质控数据、标液核查质控数据、加标样质控数据，并根据数据的审核结果不断更新判定依据，保证仪器数据与判定依据的有效性。

所述数据审核审核方法利用递归算法原理，在首次进行数次有效数据测定之后，即成立数据审核判定依据T1，依据T1进行后续数据审核，根据数据的审核结果，不断更新数据审核判定依据生成Tn,分析测定结果的误差趋势，保证数据的准确度与有效性。

在一个具体实施例中，所述空白样质控数据审核方法、标液核查质控数据审核方法，是根据实验室内部常用于准确度控制的质控图分析原理，根据质控样检测数据的统计量平均值、标准差、离散系数、质控样各次测定结果，依据数据审核递归算法，判定数据和仪器的有效性与准确度，分析测定结果的误差趋势。其中，

所述统计量平均值的计算公式为：

式中，为所述统计量平均值；xi为第i次测量的测量值,1≤i≤n；n为测量次数。所述标准差的计算公式为：

式中，s为所述标准差；xi为第i次测量的测量值,1≤i≤n；为所述统计量平均值；n为测量次数。

所述离散系数的计算公式为：

式中，Cv为所述离散系数；s为所述标准差；为所述统计量平均值。

在一个具体实施例中，所述加标样质控数据审核方法，是在分析样品中加入标准物质的百分比回收率作质控图，利用回收率的平均值作中心线，计算回收率的标准差作为控制范围，依据数据审核递归算法，判定数据和仪器的有效性与准确度，分析测定结果的误差趋势。其中，

所述回收率的计算公式为：

式中，Pi为第i次测量的所述回收率；mi为第i次测量的加标后测定值； li为第i次测量的样品测定值；yi为第i次测量的加标量。

所述回收率平均值的计算公式为：

式中，为所述回收率平均值；Pi为第i次测量的所述回收率，1≤i≤n；n为测量次数；

所述回收率平均值的标准差的计算公式为：

式中，sp为所述回收率平均值的标准差；Pi为第i次测量的所述回收率；为所述回收率平均值；n为测量次数。

在一个具体实施例中，仪器进行质控空白样检测后，质控系统接收监测仪器测试之后的数据，根据空白样质控数据审核方法进行数据审核，当数据处在系统判定的合格范围之内时，即判定此次数据准确有效，仪器工作正常，反之，则判定数据异常。

在一个具体实施例中，仪器进行质控加标回收率测试后，质控系统接收监测仪器测试之后的数据，根据加标样质控数据审核算法进行数据审核，当数据处在系统判定的合格范围之内时，即判定此次数据准确有效，仪器工作正常，反之，则判定数据异常。

在一个具体实施例中，仪器进行质控标液核查测试后，质控系统接收监测仪器测试之后的数据，根据标液核查质控数据审核算法进行数据审核，当数据处在系统判定的合格范围之内时，即判定此次数据准确有效，仪器工作正常，反之，则判定数据异常。

本实用新型实施例提供的功能配方方法和数据审核方法，具有以下有益效果：

1.本实用新型实施例在自动质控系统的基础上结合了功能配方方法和数据审核算法，为水站内监测仪器提供本地及远程质控功能，进而判定仪器监测数据的可靠性、有效性，实现仪器的自动校准。

2.本实用新型实施例在自动质控系统的基础上结合了功能配方方法和数据审核算法，两者互相协作，使各项水质监测工作都处于可控的范围内，减少了水站建设与运维成本，减轻了水质监测站运维人员的工作量，提高了水质监测的工作效率和管理水平。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。