一直以來(lái)，在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器技術(shù)都是沿著(zhù)在線(xiàn)分析儀器研發(fā)制造技術(shù)和在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器應用技術(shù)兩個(gè)方面同時(shí)發(fā)展的。
根據ISO標準的定義，有兩種形式的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器：在線(xiàn)分析傳感器和比較復雜的自動(dòng)化分析設備或者裝置。
第一代的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器常常是以在線(xiàn)分析傳感器+顯示控制器的形式出現的，儀器通常結構都比較簡(jiǎn)單，通過(guò)傳感器直接和被測水樣接觸獲得水質(zhì)指標的數據。最初可以測量的水質(zhì)指標，主要是一些簡(jiǎn)單的物理指標和成分指標，如水溫、電導率、PH、ORP、溶解氧等;接著(zhù)是濁度、懸浮物濃度等光學(xué)原理的傳感器;隨著(zhù)電化學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展，氟離子、銨離子、硝酸鹽等多種離子選擇電極法原理的在線(xiàn)水質(zhì)分析傳感器也開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。由于傳感器和水樣直接接觸，無(wú)法像實(shí)驗室人工分析時(shí)進(jìn)行樣品預處理及去除樣品中干擾物質(zhì)，在面對水質(zhì)復雜的水樣(高溫、高壓、含油、硫化物、重金屬、懸浮物、高鹽度、腐蝕性氣體等各種雜質(zhì))時(shí)的適用性受到很大局限，最初的測量對象主要是地表水、飲用水、市政污水以及工業(yè)純水等水質(zhì)情況較為簡(jiǎn)單的水體。
為了解決傳感器測量復雜水樣的適用性問(wèn)題，也為了實(shí)現一些實(shí)驗室人工分析方法步驟比較繁瑣或者測試條件要求較高的水質(zhì)參數的自動(dòng)分析，隨著(zhù)自動(dòng)控制技術(shù)的采用，結構比較復雜的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器-水質(zhì)自動(dòng)化分析設備或裝置開(kāi)始出現：儀器通過(guò)控制一整套的設備或裝置的自動(dòng)運行來(lái)完成以前實(shí)驗室人工分析的步驟，比如：過(guò)濾、加熱、加顯色劑、混合、測量等等;另外，為了保證長(cháng)時(shí)間連續運行的準確度，還需要定時(shí)對儀器進(jìn)行自動(dòng)校準，以及定期的人工維護。這一類(lèi)在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器結構復雜，多用于水質(zhì)成分指標(TOC、SiO2、總磷、總氮、重金屬等)和評估性水質(zhì)綜合指標(COD、堿度、硬度、生物毒性等)。
隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是分析化學(xué)、材料科學(xué)、電子科學(xué)以及包括計算機技術(shù)和通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在內的系統工程成套自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展， 再加上水質(zhì)科學(xué)自身的發(fā)展與進(jìn)步，從以下介紹的多個(gè)維度共同推動(dòng)了在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器技術(shù)的發(fā)展。
首先，在測量原理方面，除了傳統的電化學(xué)、光學(xué)、光電比色法原理，激光誘導擊穿光譜、混合多光譜分析、X射線(xiàn)熒光分析、三維熒光光譜、生物技術(shù)等各種新的測量原理被應用到了在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器;同時(shí)，流動(dòng)注射分析技術(shù)的發(fā)展和應用，使得儀器分析時(shí)間大大縮短，增強了在線(xiàn)分析技術(shù)實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)。
其次，水質(zhì)科學(xué)的發(fā)展，提出了“替代參數”的概念，為在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的開(kāi)發(fā)和應用開(kāi)拓了新的空間。水質(zhì)替代參數是指一類(lèi)特定的水質(zhì)參數，可以綜合反映水體的某一類(lèi)別的水污染情況或水處理過(guò)程中某些不能實(shí)現在線(xiàn)監測而且實(shí)驗室分析也非常繁瑣水質(zhì)參數的變化。目前，對飲用水水質(zhì)安全來(lái)講，反應有機物總量及某些特定成分變化的綜合性指標UV254是目前非常重要的水質(zhì)替代參數，可以通過(guò)UV254的實(shí)時(shí)測量，獲得和水中有機物污染相關(guān)的其他參數(如，COD、BOD、TOC等)的信息。由于能實(shí)時(shí)反映水質(zhì)的變化，測量“替代參數”的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器在水處理工藝過(guò)程控制中有著(zhù)非常重要的價(jià)值。目前其他重要的在線(xiàn)水質(zhì)替代參數分析儀器還有：濁度、顆粒物、SDI(污染指數)等。
第三，隨著(zhù)材料科學(xué)的發(fā)展，在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器傳感器的環(huán)境適應性也得到了很大提高，表現為：高溫材料的采用，使得傳感器的最高工作溫度范圍不斷提高;傳感器材質(zhì)采用惰性的材料，可以耐受水中硫化氫、硫化物、高鹽、重金屬、油污染的探頭，可以耐受高強度核輻射的溶解氧和溶解氫探頭應用于核電廠(chǎng);采用鈦合金材料，可長(cháng)時(shí)間應用于海洋監測的傳感器等等。
另外，和所有儀器產(chǎn)品一樣，在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器中執行數據處理與通訊功能的硬件與軟件都采用了電子工業(yè)的最新技術(shù)。相對于最初的模擬電路，由于數字電路設計要比模擬電路相對簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，對設計人員的經(jīng)驗水平要求也稍低，數字電路技術(shù)的采用和普及，使得儀器設計和批量生產(chǎn)的成本得以大幅下降，儀器的可靠性有了很大的提升。
目前的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的控制器普遍具有了自動(dòng)運算、統計、圖形顯示、趨勢分析等數據處理功能;同時(shí)，儀器一般具有自動(dòng)診斷、故障報警功能，方便儀器運行及維護人員及時(shí)發(fā)現和解決儀器的問(wèn)題;儀器生產(chǎn)商采用通用控制器也已經(jīng)成為共識，同一種型號的控制器可以同數十種傳感器連接，由此給儀器生產(chǎn)企業(yè)和使用者兩方面都帶來(lái)了好處：儀器制造廠(chǎng)家可以實(shí)現控制器的大批量生產(chǎn)，取得規模效益;同時(shí)通用控制器降低了儀器技術(shù)服務(wù)的復雜程度，也降低了儀器生產(chǎn)廠(chǎng)家的服務(wù)成本;帶給在線(xiàn)分析儀器使用者的好處也是顯而易見(jiàn)的：在保證水處理生產(chǎn)正常運行的同時(shí)，可以減少水質(zhì)分析儀器零備件的庫存壓力;通用控制器也讓操作者減少了學(xué)習的時(shí)間，可以更快更熟練的掌握儀器的使用及維護，提高生產(chǎn)效率;同時(shí)，新型的數字化傳感器可以被通用控制器自動(dòng)識別，具有“即插即用”功能，極大的減輕了安裝維護人員的勞動(dòng)強度。
在通訊及數據傳輸方面，RS232、RS485以及Profibus、Modbus等現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和TCP/IP等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議得到了普遍應用，為實(shí)現水質(zhì)監測數據的實(shí)時(shí)傳輸及水處理過(guò)程的自動(dòng)控制提供了支持。
最后，標準化進(jìn)一步支持了在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展。國際標準化組織(ISO)在2003年制定的代號為ISO15839-2003的標準《水質(zhì)在線(xiàn)傳感器/分析設備-水質(zhì)規范和性能測試》,定義了在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的性能特征，建立了評估及測定性能特征參數的測試程序，這個(gè)通用性標準給在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的研發(fā)、生產(chǎn)及驗收提供了依據。進(jìn)入21世紀以來(lái)的十多年中， 中國也發(fā)布了大量有關(guān)在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的國家標準和一系列的行業(yè)標準。這些標準的發(fā)布與實(shí)施，為在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的應用與發(fā)展提供了技術(shù)上的可靠保證。
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