随着全球范围内对环境保护、水资源持续利用的日益重视，为满足世界各国日趋严格的环保法规要求和不断发展的水处理工业市场的需求，在线水质分析仪器设备及其应用技术得到了巨大的发展机会。同时分析化学、材料科学等相关科学技术的进步，也为在线水质分析仪器技术的发展提供了可靠的技术支撑。
近几年，世界卫生组织(WHO)也在其发布的《再生水饮用回用：安.全饮用水生产指南》中指出需要在再生水饮用回用系统全流程的关键控制点实施运行监测，并建议尽量采用在线监测仪器进行数据实时监测和记录。在技术进步和法规的推动下，基本的在线水质分析仪器被应用到环境监测、废水排放监测，以及各种水处理工艺的过程控制系统中了。
在中国改革开放经济高速发展的城镇化与工业化进程，在城镇化过程中大量的自来水水厂、污水处理厂、工业化进程中各种火力发电厂、石油化工厂、大型冶金企业、食品酿造厂等高耗水工业企业的兴建，都给予了在线水质分析仪器巨大的市场空间，在此基础上，中国的在线水质分析仪器行业获得了广域的成长机会，在线水质分析仪器的可靠性得到了市场和权威机构的认可。随着政府和公众对水环境保护和健康用饮水的高度重视，以及政府逐年增加的巨额环保资金，中国已逐渐发展成为了在线水质分析仪器水质自动监测和废水污染源排放自动监测设备的市场。
在接下来的几年中，各个相关政府部门还陆续发布了多部在线水质分析仪器的国家和行业标准。标准的发布实施，加上在线水质分析仪器在实际水质监测中的成功应用，有力地推动了中国水质在线分析仪器市场的发展和技术的进步。
一直以来，在线水质分析仪器设备都是沿着在线分析仪器研发制造技术和在线水质分析仪器应用方面发展的。初期的在线水质分析仪器常是以在线分析传感器+显示控制器的形式出现的，仪器通常结构都比较简单，通过传感器直接和被测水样接触获得水质指标的数据。初始可以测量的水质指标，主要是一些简单的物理指标和成分指标，如水温、电导率、PH、ORP、溶解氧等;接着是浊度、悬浮物浓度等光学原理的传感器;随着电化学分析技术的发展，氟离子、铵离子、硝酸盐等多种离子选择电.极法原理的在线水质分析传感器也开始进入市场。随着材料科学的发展，在线水质分析仪器传感器的环境适应性也得到了很大提高，表现为：高温材料的采用，使得传感器的高工作温度范围不断提高;传感器材质采用惰性的材料，可以耐受水中硫化氢、硫化物、高盐、重金属、油污染的探头，可以耐受高强度核辐射的溶解氧和溶解氢探头应用于核电厂;采用钛合金材料，可长时间应用于海洋监测的传感器等等。所有仪器设备一样，在线水质分析仪器中执行数据处理与通讯功能的硬件与软件都采用了电子工业的新技术，得到了普遍应用，为实现水质监测数据的实时传输及水处理过程的自动控制提供了支持。
目前，对饮用水水质安.全来讲，反应有机物总量及某些特定成分变化的综合性指标UV254是目前非常重要的水质替代参数，可以通过UV254的实时测量，获得和水中有机物污染相关的其他参数(如，COD、BOD、TOC等)的信息。由于能实时反映水质的变化，测量“替代参数”的在线水质分析仪器在水处理工艺过程控制中有着非常重要的价值。目前其他重要的在线水质替代参数分析仪器还有：浊度、颗粒物、SDI(污染指数)等。标准化进一步支持了在线水质分析仪器技术和行业的发展。国际标准化组织(ISO)在2003年制定的代号为ISO15839-2003的标准《水质在线传感器/分析设备-水质规范和性能测试》,定义了在线水质分析仪器的性能特征，建立了评估及测定性能特征参数的测试程序，这个通用性标准给在线水质分析仪器的研发、生产及验收提供了依据。进入21世纪以来的十多年中， 中国也发布了大量有关在线水质分析仪器的国家标准和一系列的行业标准。这些标准的发布与实施，为在线水质分析仪器的应用与发展提供了技术应用上的可靠保证。
作为一种专用于水质分析的特定仪器分析技术，和其他仪器分析技术一样，水质在线分析仪器检测技术的理论基础也是根据水中待测物质的物理化学或者生物化学性质来测定物质的组成及相对含量。根据测定的方法原理不同，主要可以分为电化学分析、光学分析、色谱分析、其他分析方法等4大类。
电化学分析测量系统是一个由电解质溶液和电.极构成的化学电池，通过测量电池的电位、电流、电导等物理量，实现对待测物质的分析。根据测定电化学参数的不同，电化学分析法又分为电位分析法、库仑分析法、伏安分析法(包括极谱分析法)、电导分析法等。
光学分析法可以分为光谱法和非光谱法两大类。非光谱分析法，是基于物质引起辐射的方向或物理性质的改变，检测被测物质的某种物理光学性质，进行定量、定性分析的方法，非光谱分析法不考虑物质内部能量的变化，包括了折射法、散射光法等。光谱分析法，是以光辐射能与物质组成和结构之间的内在联系或者以光谱或波谱的测量为基础，利用物质的光谱特征，进行定性、定量及结构分析的方法。按物质能级跃迁的方式，光谱分析法又分为三种基本类型：发光光谱法(包括分子荧光分析法、X射线荧光分析法等)、吸收光谱法(包括紫外可见分光光度法、红外分光光度法等)以及散射光谱法(如近期比较热门的拉曼散射光谱法)。
在线浊度分析仪反应水中悬浮物的浓度，同时又是人的感官对水质直接的评价，全球各国包括世界卫生组织的饮用水标准都把浊度作为了一个必测的指标。浊度的测量原理是利用光的散射原理，当光束接触到水中的悬浮物颗粒表面时，将会散射和吸收通过水样的光线，散射光与入射光成90度直角时，散射光强度与浊度的大小成线性关系，通过检测器测量散射光强度，同标准比较，就能获得水样的浊度值。目前市场上已经有了数十种不同结构、不同量程、不同测试精度、不同安装方式的在线浊度分析仪器产品，可以满足从洁净度高的膜过滤水到高污染、高悬浮物水样浊度的实时监测。
色谱分析满足对水中多种微量成分的实时监测，色谱原理的在线水质分析仪器开始出现，在线离子色谱监测系统监测水中高氯酸盐和氯酸盐、在线气相色谱仪监测水中VOCs(挥发性有机物)的都取得了成功的应用。
其他原理的在线水质分析仪器中，生物技术原理的产品占据了很大的份额，其中，发光细.菌法生物毒性监测仪、微生物燃料电池监测生化需氧量和毒性，核酸酶重金属特异性反应监测重金属，酶底物法监测大肠杆菌、ALP(碱性磷酸酶)法监测细.菌总数等原理和方法的在线水质分析仪器近几年都开始得到市场的认可。
目前中国水质在线检测仪器主要原理还是以传统的电化学、比色法为主，仪器对水质变化的适应性还不能完全满足目前水处理工业过程控制的要求。
在绿色分析的认知和应用上，国内外水质在线分析技术也存在一定的差距，绿色分析要求是在分析过程减少多环境的影响，避免(或大幅度减少)使用化学试剂，减少气体、液体和固体废物的产生，避免使用剧毒(包括生态毒性)的试剂;减少样品分析的所需的人力和能耗。目前国内在线水质分析仪器，特别是结构比较复杂的监测型在线水质分析仪器，在试剂使用量、废液产生量以及有毒试剂的使用和能耗方面，同国外先进仪器还有一定的差距。
在线水质分析仪器作为获取水质信息的源头技术，凡是人类活动用到水的领域，诸如水环境监测、饮用水处理与健康保障、工业水处理的过程控制、污水处理等等，都是在线水质分析仪器的应用范围。
按照应用目的的不同，在线水质分析仪器可以分为监测型和过程型监测型分析仪器主要用于单纯的水质监测，获取水质参数数据，以判断水质是否达到法规的要求，监测的水质参数主要是环保法规或者水质标准规定的主要污染物指标，对应用技术的需求主要是水样预处理技术以及仪器系统集成技术等。
过程型分析仪器，顾名思义，主要用于水处理工艺过程监测与控制,所测量的水质参数会参与过程控制，以优化水处理工艺、提升水处理效率, 在保证末端水质达标的前提下,实现水处理过程节能降耗的目的。过程型分析仪器设备更多要求原位、实时,连续监测,对仪器的测量速度与响应时间要求较高。过程型在线水质分析仪器，被广泛应用于火力发电厂、核电厂、石油化工企业、大型冶金企业、造纸企业等为代表传统流程工业以及半导体厂、生物制药厂等新兴工业企业中，为工业水处理过程控制以及锅炉水、蒸汽、电子级超纯水等各类生产用水的品质检测提供了实时可靠的水质数据和水处理过程控制依据。
在自来水厂，各种量程的在线浊度分析仪、余氯/总氯分析仪、pH分析仪、碱度分析仪、游动电流分析仪等都有着广泛的应用，参与水厂的自动加药、加氯等工艺的过程控制，这些在线水质分析仪器的应用，很大的提高了自来水的自动化运行水平，保证了自来水出厂水质的安.全可靠。
在市政污水处理厂，溶解氧分析仪、污泥浓度分析仪、pH/ORP(氧化还原电位)分析仪、硝氮分析仪、氨氮分析仪为代表的在线水质分析仪器在过去数十年间也已经获得了大量的成功应用，为污水厂的稳定运行、节能降耗和达标排放提供了可靠的支持。由于用于水处理过程控制，仪器安装的数量较大，这类分析仪器通常以安装维护方便、单价较低的水质传感器形式出现。
对于不同类型的在线水质分析仪器，技术要求也是不同的，一般而言，监测型分析仪器对测量数据的准确度要求较高，数据可以作为有关部门进行执法管理的依据，对检测原理和方法的限制较多,要求是成熟的分析技术;而过程型分析仪器对仪器的可靠性和稳定性要求较高，要求仪器能够及时可靠地反应水质变化的趋势，以便为水处理过程控制提供依据。对仪器的响应时间要求较高，对仪器的检测方法和原理限制少,允许更多创新型的新原理、新方法的在线分析仪器应用。
当下处于物联网、大数据和智能的时代，也需要更多的数据，在线水质分析仪器作为物联网感知层的重要组成，其数据提供者的需求将被放大，要求出现更多高可靠性、低能耗、低维护、低成本现代在线水质分析仪器。现代在线水质分析仪器技术是在分析化学、材料科学、通信技术、计算机、过程控制理论等多学科发展的基础上产生和发展起来的，这些学科的创新和发展，也将为在线水质分析仪器的创新和进步进一步提供支持。
绿色分析理念的大力推广，绿色分析技术的不断出现，未来的在线水质分析仪器将会尽量减少使用和产生有毒化学品,在设计上也会更加考虑降低仪器的能耗和分析的用水量。
在仪器数据处理方面，各种新算法及水质模型不断出现, 将提升各种新型在线水质分析仪器的功能及完善数据后处理，提供更多有价值的水质数据和信息-不仅是仪器硬件和分析技术,软件和数据处理技术也将成为在线水质分析仪器的重要组成部分。在未来，在线水质分析仪器将成为“硬件+材料+软件+算法”的组合。
随着新的分析原理、方法的出现和应用，以及各种新材料的采用，传感器对复杂水质的适应性会得到提高;同时，物联网技术的应用，可以实现对和水样直接接触的传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。
和所有电子产品一样，传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降，结构复杂的在线水质分析仪器的成本问题也必然随着大规模的应用得到降低;仪器的维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进，工业物联网技术的进步，可通过产品在硬件上增加必要的传感器，在测试流程中，获取过程节点的参数指标及变化曲线，智能判断拐点、斜率、峰值、积分面积等指标，转化为对应的数学模型，形成一套用于描述“仪器行为”的监控系统，通过“仪器行为”来评估在线水质分析仪器状态，以实现这种精.密设备的远程管理和诊断，进行有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用，从而进一步推动在线水质分析仪器应用规模的扩大。像任何一种新兴技术和行业一样，水质在线分析仪器市场也会经历从市场初期的缓慢增长到高速成长的发展历程。
在初期，市场需求受到了两种因素的制约：其中一个主要因素是投入产出分析，相对于过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用而言，当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高。这些因素造成了监管部门和行业的运行管理者以及水处理工程师对采用在线水质分析仪器都持有谨慎的态度，在当时严重制约了在线水质分析仪器的应用与推广。
进入21世纪以来，由于水资源短缺、水环境污染的问题日益严重，行业同时迎来了水资源费上涨、饮用水水质标准提高、废水排放标准更加严格以及用水量及用水人口增加、水价上涨等诸多挑战和机会;在法规的压力和市场的推动下、市场需求和技术进步的共同推动下，在线水质分析仪器及其应用技术必将得到快速发展，仪器的稳定性与可靠性会有进一步的提高、可以实现在线监测的水质参数将越来越多、在线水质分析仪器的功能也将越来越强大，市场将会在很长一段时间内保持可持续的增长趋势。
在线水质分析仪器及技术，作为涉及分析化学、水质科学、电子与信息技术、材料科学、数据科学等传统与现代科学的综合性跨学科技术，经过过去几十年的发展，无论在水环境监测、饮用水安.全保障还是工业过程用水领域都得到了普遍的应用。
在中国，随着目前政府环保法规日益完善、公众环境保护意识提高，尤其是执政党提出了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展的生态环境理念的情况下，加强水环境质量的监测以及废水排放的监管，采用更加先进的过程控制技术以提高水处理效率、降低水处理及用水成本，提高用水效率已经成为了水环境监管部门、水处理行业以及中国社会的必然选择。同时，随着中国这个制造大国研发制造水平的不断提升，都将促进作为获取水质信息重.要的测量技术-在线水质分析仪器技术高质量高速度的发展。
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