科技成果

一、成果简介

产品一：水质多参数检测仪

本产品在水质多参数检测设备的研发与制造中摒弃传统化学测量方法弊端，基于紫外-可见光谱法设计并实现对COD,TOC,NO3-N，浊度等多个水质关键指标的一体化自动检测，不仅过程无二次污染，且能够实施在线大面积测量；基于荧光光谱法的三维水质检测技术可做到痕量级污染源溯源；为保证光谱信号采集的质量，本产品创新地采用具有自主知识产权的双光程差分式检测探头(ZL201210286185.8)，配合自主研发的双光程融合算法，显著提高工业级光谱仪采集信号的信噪比；为进一步消除检测过程中由于水中颗粒物散射带来的干扰，项目组自主提出新型水中悬浮颗粒物散射特性检测方法及装置(ZL201410262960.5)，配合多参数浊度校准算法(ZL201410228062.8)，有效降低散射影响。

上述产品，经由中国测试技术研究院化学研究所进行性能测试，并出具测试报告。测试结果表明，整机的性能指标满足 HJ /T 191-2005的要求，水质多参数检测性能均符合相关国家及行业规范。

图1 产品外观及内部照片示意图

图2 产品检验证书

 产品二：一体化双光束水质COD传感器

针对现有传感器的单探头单光程设计，存在易受光源老化及系统噪声影响大等问题，提出光程差分检测探头设计。通过两路不同光程光谱信号之间的差分操作，有效滤除由于光源不稳定和系统噪声干扰所带来的影响，提高有用新号的信噪比。该器件可用于快速甄别系统的敏感波长范围，便于系统针对不同类型水样和检测环境进行选型（光谱仪光栅、CCD型号及光纤的选型），并为后续建模感兴趣吸收光谱区域提供分类依据。该探头设计方案已申请发明专利并获权。专利号：ZL201210286185.8，专利名称：一体化双光束水质COD在线检测传感器。

图2 室外现场 水样采集

       产业化前景及效益分析

水质自动检测仪器设备，主要应用于江河断面或饮用水源地等地表水水质检测，污水处理厂污水处理的各个工艺环节对城市生活污水的水质检测。通常，检测某一水质参数需要与之对应的检测设备，检测多个水质参数由于检测机理及传感器的不同而需要多台设备。对同一水体，我们通常关注多个参数，比如水质常规五参数——PH、水温、浊度、电导率、溶解氧。然而，就检测方法而言，部分参数的检测本身就具有相似性，通常只需将传感信号进行特殊的信息处理即可得到不同的水质参数。而且，几乎所有在线水质检测设备都包含采水、测量、清洗、电源、显示、存储等装置，多参数检测重复的设备投入势必增加水质检测的成本。依据当前的市场调研，水质在线检测设备价格昂贵。因此，在测量原理可行的基础上，实现同一设备的多参数检测不仅具有重要意义，且市场容量极大。

市场规模及增长趋势

根据中国环境监测总站数据，2014年我国环境监测仪器销售总数中，水质监测设备占总销量的42%，随着“河长制”，“湖长制”等国家政策层面的制定和推出，水质监测类仪器的需求将会出现井喷。

图6 2010-2014年水质监测设备总量及增幅

据前瞻产业研究院发布的《水质监测行业发展前景与投资机会分析报告》数据显示，2016年，我国整个水质监测市场容量达到54亿元，未来我国水质监测市场容量的增速将在20%以上，前瞻产业研究院分析师预测，到2022年，我国水质监测市场规模有望达过180亿元。

据不完全统计，国外知名公司生产的COD在线检测仪售价通常在人民币20万以上；在线TOC分析仪25万以上；在线TURB仪2.5万左右；在线NO3-N分析仪也在5万左右，且不包括相关试剂耗材、安装验收、设备维护费等费用。因此，在测量原理可行的基础上，实现同一设备的多参数检测不仅具有重要意义，且市场容量极大。根据单位产品成本分析，并参考国外同类产品的单价，在市场调查的基础上，确定本产品进入市场后的含税单价为10万元人民币/套，产品价格极具竞争力。

产业化实施条件

所研制的紫外可见光谱水质多参数检测仪已于2014年6月通过了由中国测试技术研究院化学研究所进行性能测试，并出具测试报告。测试结果表明，整机的性能指标满足中华人民共和国环境保护部《紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪技术要求（HJ/T 191-2005）》 的要求，水质多参数检测性能均符合相关国家及行业规范。目前，与四川碧朗科技、江苏苏净集团联合研制的第一代产品已推向市场。该产品经重庆市节能技术服务中心、重庆市环境科学研究院、四川碧朗环保科技有限公司、重庆碧朗科技有限公司等用户测试和使用，部分技术性能指标达到或超过传统化学水质分析仪，能够满足用户的使用要求，得到了用户的好评，为产业化实施奠定了基础。

二、视频展示

讲解人：汪仁杰