水質(zhì)監(jiān)測站的傳感器系統(tǒng)常見故障有哪些？

2025年09月09日 09:17:01人氣：173來源：甘丹科技河北有限公司

水質(zhì)監(jiān)測站的傳感器系統(tǒng)在長期運行中，易受水體環(huán)境（如污染、腐蝕）、設(shè)備損耗（如元件老化）、操作維護（如清潔不當(dāng)）等因素影響，出現(xiàn)各類故障。以下按 “物理參數(shù)傳感器”“化學(xué)參數(shù)傳感器”“共性故障” 分類梳理，同時提供故障特征與核心誘因，幫助快速定位問題：

一、物理參數(shù)傳感器常見故障（pH、溶解氧、濁度、水溫）

物理參數(shù)傳感器直接與水體接觸，敏感元件易受污染、磨損或環(huán)境干擾，是故障高發(fā)類型，具體如下：

傳感器類型	常見故障	故障特征	核心誘因
pH 傳感器	1. 測量值漂移（如無規(guī)律波動） 2. 讀數(shù)不準(zhǔn)（如標(biāo)準(zhǔn)液中顯示偏差＞±0.2） 3. 無響應(yīng)（讀數(shù)固定不變）	- 漂移：數(shù)據(jù)在 ±0.1 以上波動，無法穩(wěn)定 - 不準(zhǔn)：浸入 pH=7.00 緩沖液，顯示 6.8 或 7.2 以上 - 無響應(yīng)：無論換何種溶液，讀數(shù)始終停留在某一值	1. 漂移：電極表面附著生物膜 / 油污，或參比液滲漏 2. 不準(zhǔn)：電極老化（使用壽命超 1-2 年），或緩沖液過期 3. 無響應(yīng)：電極內(nèi)部電路損壞，或線纜接頭松動
溶解氧（DO）傳感器	1. 讀數(shù)偏低（如實際飽和 DO 為 9mg/L，顯示 7mg/L 以下） 2. 膜片破損 3. 零點漂移（空氣中校準(zhǔn)顯示≠20.9% 氧濃度）	- 偏低：測量值持續(xù)低于理論值，且清潔后無改善 - 膜片破損：膜片出現(xiàn)裂紋、鼓包，或內(nèi)部電解液泄漏 - 零點漂移：空氣中校準(zhǔn)無法達到 20.9%，或純水校準(zhǔn)無法接近 0	1. 讀數(shù)低：膜片堵塞（如泥沙附著）、電解液干涸，或極譜式電極極化不足 2. 膜片破損：安裝時劃傷、水體中尖銳雜物撞擊，或膜片老化（壽命 3-6 個月） 3. 零點漂移：電極催化層失效（如鉑電極氧化），或電路接觸不良
濁度傳感器	1. 讀數(shù)·偏高（如清水場景顯示＞5NTU） 2. 讀數(shù)跳變（如瞬間從 10NTU 跳到 50NTU） 3. 無讀數(shù)（顯示 0 或報錯）	- 偏高：水體清澈但讀數(shù)異常高，清潔探頭后短暫恢復(fù)又升高 - 跳變：數(shù)據(jù)無規(guī)律突變，與實際水質(zhì)變化不符 - 無讀數(shù)：屏幕顯示 “0” 或 “ERR”，光學(xué)信號無反饋	1. 讀數(shù)高：光學(xué)透鏡附著油污 / 藻類，或光源強度衰減（LED 燈老化） 2. 跳變：透鏡表面有氣泡附著（水流不穩(wěn)定導(dǎo)致），或電路接觸松動 3. 無讀數(shù)：光源燒毀、光電檢測器故障，或線纜斷裂
水溫傳感器	1. 讀數(shù)偏差大（如與標(biāo)準(zhǔn)溫度計差值＞±0.5℃） 2. 讀數(shù)固定（如始終顯示 25℃，不隨水溫變化）	- 偏差大：測量值與實際水溫（用實驗室溫度計對比）差距明顯 - 讀數(shù)固定：無論水體升溫 / 降溫，數(shù)據(jù)無變化	1. 偏差大：熱敏電阻老化（PT1000 探頭壽命超 5 年），或探頭被生物膜包裹（隔熱） 2. 讀數(shù)固定：傳感器內(nèi)部電路短路 / 斷路，或數(shù)據(jù)采集器通道故障

二、化學(xué)參數(shù)傳感器常見故障（氨氮、總磷、重金屬、COD）

化學(xué)參數(shù)傳感器多依賴 “試劑反應(yīng)” 或 “離子選擇” 原理，故障常與試劑、反應(yīng)池、敏感電極相關(guān)，且易因交叉污染導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真：

氨氮 / 總磷傳感器

常見故障	故障特征	核心誘因
氨氮 / 總磷傳感器	1. 測量值偏高（如空白水樣顯示＞0.1mg/L） 2. 反應(yīng)池堵塞 3. 試劑失效	- 偏高：無氨氮 / 總磷的純水中，讀數(shù)仍顯示有濃度 - 堵塞：試劑無法正常注入反應(yīng)池，或廢液無法排出 - 試劑失效：校準(zhǔn)后測量標(biāo)準(zhǔn)液，偏差＞±10%	1. 讀數(shù)高：反應(yīng)池殘留前次水樣（交叉污染），或光學(xué)檢測通道有污漬 2. 堵塞：水樣中泥沙 / 藻類沉積，或試劑結(jié)晶（如磷酸鹽試劑低溫結(jié)晶） 3. 試劑失效：試劑超保質(zhì)期，或儲存不當(dāng)（如強光照射導(dǎo)致試劑分解）
重金屬傳感器（如鎘、鉛）	1. 電極靈敏度下降（響應(yīng)緩慢） 2. 基線漂移（空白值持續(xù)升高） 3. 讀數(shù)不穩(wěn)定	- 靈敏度低：浸入標(biāo)準(zhǔn)液后，需 5 分鐘以上才穩(wěn)定，且響應(yīng)幅度小 - 基線漂移：空白水樣（無目標(biāo)重金屬）的讀數(shù)從 0.01mg/L 升至 0.05mg/L - 不穩(wěn)定：讀數(shù)在 ±0.02mg/L 以上波動	1. 靈敏度低：電極敏感膜老化（壽命 6-12 個月），或水體中干擾離子（如高濃度氯離子）抑制響應(yīng) 2. 基線漂移：電極表面氧化（如銀基電極硫化），或參比電極污染 3. 不穩(wěn)定：水樣 pH 波動大（未加緩沖劑），或電極線纜接地不良
COD 傳感器（快速消解型）	1. 測量值偏低（標(biāo)準(zhǔn) COD 溶液顯示偏差＞±15%） 2. 消解管破裂 3. 光學(xué)信號弱	- 讀數(shù)低：校準(zhǔn)后測 200mg/L 標(biāo)準(zhǔn)液，顯示＜170mg/L - 消解管破裂：消解過程中管子炸裂，或液體泄漏 - 信號弱：儀器提示 “信號不足”，無法完成測量	1. 讀數(shù)低：消解試劑濃度不足（如重鉻酸鉀失效），或消解溫度不夠（加熱模塊故障） 2. 消解管破裂：管子有微小裂紋（前期碰撞），或消解時壓力驟升 3. 信號弱：光源燈老化（發(fā)光強度下降），或檢測器灰塵堆積

三、傳感器系統(tǒng)共性故障（非單類型傳感器問題）

這類故障不局限于某一種傳感器，多與系統(tǒng)連接、供電、環(huán)境干擾相關(guān)，易導(dǎo)致多傳感器同時異常：

1. 數(shù)據(jù)傳輸故障

故障特征：傳感器數(shù)據(jù)無法上傳至數(shù)據(jù)采集器，或采集器顯示 “無數(shù)據(jù)”“數(shù)據(jù)丟失”；
核心誘因：
- 線纜問題：水下線纜接頭密封失效（進水短路）、線纜被腐蝕 / 咬斷（如水中生物破壞）；
- 通訊協(xié)議不匹配：傳感器與采集器通訊協(xié)議不一致（如 Modbus-RTU vs TCP），或波特率、地址設(shè)置錯誤；
- 采集器故障：采集器通訊端口損壞，或存儲模塊滿（無法接收新數(shù)據(jù)）。

2. 供電故障

故障特征：傳感器無法啟動（指示燈不亮），或啟動后頻繁斷電、數(shù)據(jù)跳變；
核心誘因：
- 電源電壓不穩(wěn)：太陽能供電場景（陰天導(dǎo)致電壓不足）、電源適配器故障（輸出電壓低于額定值，如 12V 傳感器僅獲 9V 供電）；
- 線路接觸不良：電源接線端子松動、氧化，或線纜接頭虛接（電流時斷時續(xù)）。

3. 環(huán)境干擾故障

故障特征：多傳感器同時出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移（如 pH、DO 讀數(shù)均無規(guī)律波動），且排除單個傳感器問題；
核心誘因：
- 電磁干擾：監(jiān)測站附近有高壓線路、變電站，或其他電子設(shè)備（如水泵）產(chǎn)生強電磁信號，干擾傳感器電路；
- 溫度 / 壓力異常：低溫（＜0℃）導(dǎo)致傳感器電解液凍結(jié)，或深水場景（＞20 米）水壓超傳感器耐受值（如 IP68 防水等級被突破，進水損壞）。

總結(jié)：故障排查核心邏輯

遇到傳感器故障時，可按 “先外部后內(nèi)部，先共性后個性” 的順序排查：

先檢查共性問題：確認(rèn)供電是否穩(wěn)定、線纜是否連接正常、環(huán)境是否有電磁 / 溫度干擾（排除多傳感器同時異常的誘因）；
再定位單傳感器問題：觀察故障傳感器的外觀（如膜片、透鏡、線纜是否破損），用標(biāo)準(zhǔn)溶液驗證（如 pH 緩沖液、DO 空氣校準(zhǔn)），判斷是 “污染 / 清潔問題” 還是 “元件老化 / 硬件故障”；
最后記錄與追溯：將故障類型、誘因、處理方法記錄到《傳感器維護日志》，便于后續(xù)同類問題快速解決（如某區(qū)域傳感器頻繁因藻類污染故障，可縮短清潔周期）

關(guān)鍵詞：溫度計變電站數(shù)據(jù)采集電源適配器實驗室溫度計

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