基于該技術打造的監測終端,充分適配排水系統的使用場景,體積控制在保溫杯至保溫瓶之間,具備多項核心性能優勢:其一,數據獲取效率高,可實現秒級響應,快速捕捉水質變化;其二,抗干擾能力強,能在復雜的地下管網環境中穩定工作;其三,檢測參數全面,可同時監測有機污染物相關的COD 指標、無機污染物相關的電導率、反映水體潔凈度的濁度,以及氨氮等特征指標,多維度呈現水質狀況與具體信息。
在設備結構與供電方面,該監測終端設計極為簡潔,整體結構尺寸僅相當于幾支筆搭建起來的大小,核心流程為“光源 - 待測液體 - 傳感器”,簡單的結構使其在井下環境中能有效抵御溫度變化、撞擊等因素帶來的信號波動,保障長期穩定運行;同時,設備供電需求簡單,進一步降低了井下部署難度。
孫常庫介紹到相較于傳統監測技術與國外進口設備,該量子點光譜傳感技術展現出顯著優勢:
對比傳統光電傳感器,傳統設備長期應用于水廠等場景,僅能實現單一波長的檢測,而水體中污染物種類豐富,不同污染物對應的波長存在差異,無法全面捕捉水質信息。量子點光譜傳感技術則能覆蓋紫外、可見、近紅外波段,不僅可獲取水體中各類物質的特征信息,還能捕捉干擾物在不同波段的響應,通過多波段數據融合,更精準地描述水質狀況。

對比國外進口光譜設備,在體積上,該技術的整套設備(含控制單元與探頭)體積遠小于進口設備的單個探頭;在功耗上,該設備功耗不足1 瓦,而傳統進口設備功耗約 20 瓦。這兩大優勢使其能適配馬路上等空間有限、供電條件復雜的監測點位,無需依賴外部復雜供電與龐大安裝空間,可自主完成供電、數據采集與傳輸,實現更廣闊區域的監測覆蓋,在全球該領域技術中處于領先前沿水平。
此外,該監測設備還針對現場實際應用場景優化了多項特性:
安裝便捷性高,單個監測點位的安裝時間約1 小時,一條線路的監測設備布設可在 1 天內完成,大幅提升部署效率。
應用場景廣泛,憑借小巧便攜的特性,可靈活安裝于各類管網、排口泵站、調蓄池等不同排水設施中。
自檢能力完善,設備內置約40 種傳感器,可實時監測自身運行狀態,一旦出現異常便會第一時間觸發報警,保障設備穩定可靠工作。
數據穩定性優異,通過多臺設備同步部署于排水管網的測試可見,設備間數據一致性良好,為區域水質排查中各監測點數據的關聯性分析提供可靠保障,其在多個典型場景測試中,相關系數平均值達0.97、極小值為 0.967,系統偏差僅 3%;同時,設備具備出色的抗氯離子干擾能力與顆粒物分離能力,在沿海城市排水系統監測中優勢顯著 —— 沿海城市常面臨海水倒灌導致排水系統中氯離子含量升高的問題,傳統化學檢測法需先去除氯離子才能準確檢測,而該技術可直接規避氯離子干擾,無需額外處理流程,即可獲取連續、準確、可靠的水質數據。
有了先進可靠的技術作為支撐,如何將其有效應用于實際場景、系統性地解決排水管理中的頑疾,就成為檢驗其價值的最終標準。
以下是芯視界在多個城市的實踐案例,充分展示了該技術從精準診斷走向系統治理的可行路徑與顯著成效。
03.落地應用與成效:從精準診斷到系統治理
孫常庫說到,芯視界憑借在光譜傳感技術領域的深厚積累,研發出一套集傳感終端等設備于一體的完整水障檢測水缸傳感系統方案,該方案通過四位一體模式,實現全面監測。其應用范圍廣泛,無論是城市中的排河口、排污通道管網、排污單位,還是重大水體等各個角落,都能安裝這套排水系統。

在實施過程中,首先進行本底排查,建立底賬;接著梳理水賬,摸清整個區域的水變化情況,先從大區域逐步鎖定到小區域,再聚焦到具體管段;最后借助 CCTV 等手段排查具體管段問題,從而為后續工程改造提供精準建議,以最小成本解決管網問題。而且,改造完成后,該監測系統還能持續評估改造效果,明確成效優劣與問題所在,形成一個持續的全面監測閉環。
在系統方案的具體功能方面,涵蓋點線面體智慧溯源排查。點層面實現排口監督與突發事件快速反應;線層面助力河道治理與污染溯源,對事件進行追溯與預警預測;面層面推動城市地表水、排水系統及流域管理;體層面達成源、廠、網、河一體化數字孿生管理。
該智慧監測系統具備精準、提質、降本、長效優勢,能精準識別問題區域,快速高效排查治理,降低成本并建立長效感知體系,賦能智能運營監管。
在實際案例應用中成果豐碩。芯視界深度參與上海“第三輪” 雨污混接普查和整治工作,2024 年,芯視界基于量子點光譜傳感技術,參與制定雨污混接排查方案,并深入開展市級和區級重點問題泵站排水系統排查工作。利用技術優勢,快速縮小排查范圍,精準鎖定問題區域和管段,整體工作效率提升 40% 以上,投資成本降低 30% 以上。此次行動覆蓋 50 多個排水系統,監測設備達 1000 多臺次,管網監測長度近千公里,覆蓋范圍超百平方公里。
在上海某區“戶網河” 一體化監管項目中,分四步實施。第一步,收集資料并明確目標,確定排查邊界,掌握區域本底情況;第二步,確定關鍵節點并劃分片區,分區進行監測拓撲與水質水量監測;第三步,定量評估確定重點區域,通過水質水量解析識別改造重點;第四步,建立長效監測、評估與預警機制,對改造后效果進行驗證,實現雨污混接預警。
自2023 年起,項目采用量子點光譜傳感設備賦能管網排查工作,并融入排水系統一體化監管平臺,借助實時數據分析進行動態判識,顯著提升管網排查、養護和運維工作的效率與效果。項目以水質達標為排水系統提質增效目標,基于量子點光譜水質監測判識排水系統問題,實現清污識別,通過典型區域分級監測,精準診斷排水管網健康狀態,取得良好成果。
編輯:趙凡
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