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在线水质分析仪器的发展历史

过程工业（process industry）也称为流程工业，是指通过物理变化和化学变化进行的生产过程，比如石化、电力、冶金等工业，其典型的特征是连续生产，且原料、生产工艺等具有变动性，需要测定工艺控制参数实现工艺控制。但传统的分析方法有一定的时间滞后，无法及时反馈以调整工艺。20世纪40年代，随着计算机的出现和应用，在工业领域兴起自动化控制的浪潮，对能实现实时监测的仪器需求越来越强烈。

工业水处理作为流程工业的一部分，其工艺流程也同样有了这方面的需求。早期的实时液体监测仪器，主要检测对象是物理量，如温度、压力、液位、流量等。随着化学分析仪器技术的突破，能应用于工业水处理过程水质连续监测的仪表应运而生，即为在线水质分析仪。20世纪50—60年代，应用比较广泛的是工业水处理流程的在线pH分析仪和在线电导率分析仪。到了20世纪70年代，新的分析技术开始应用于在线水质分析仪器，如光谱技术，一批新的水质在线分析仪开始面世，如在线浊度仪、在线COD分析仪、在线TOC分析仪等。在线水质分析仪开始进入两个新的领域：一是环境监测领域，据统计，美国在20世纪70年代中期就在全国范围内建立了覆盖各大水系上千个自动监测站，连续测定pH、浊度、COD（Chemical Oxygen Demand）、TOC（Total Organic Carbon）等；二是以污水处理和自来水为代表的给排水行业，比如自来水厂引入了在线余氯分析仪和在线浊度分析仪，污水处理厂引入了在线溶解氧、在线悬浮物浓度计等。生产过程的自动化在帮助企业提高产量和产品质量、降低能耗、保证生产安全、提高劳动生产率等方面起到了重要作用。如当时日本横滨南部污水处理厂，已经走上了自动化道路，日处理污水量为2.68×10 ⁵ m ³ （包括污水处理），操作管理人员为59名。而同时期上海金山石油化工总厂污水厂，日处理污水仅（2~4）×10 ⁴ m ³ ，操作管理人员达到200~300人。同时，由于采用自动化控制，曝气池节约电力约10%,COD去除率提高约5%，处理后出水透明度提高约12%。

表1.1是常见在线水质分析仪在世界范围内各个领域开始广泛应用的大致时间。早期在线水质分析仪主要应用于流程工业中的水系统，包括工业纯水、锅炉水和循环水。随后在给排水行业和环境监测领域，在线水质分析仪得到了高速的发展。目前，环境监测领域是水质在线分析仪的主要应用领域。