一、簡介

水中總有機(jī)碳（TOC）分析儀是北京北廣精儀儀器設(shè)備有限公司獨(dú)立研制的產(chǎn)品， 用于測定水樣中總有機(jī)碳的濃度，具有高靈敏度和精確度。

水中總有機(jī)碳（TOC）分析儀的工作原理是： 樣品中的有機(jī)物在紫外線（UV）的作用下被氧化成二 氧化碳，二氧化碳的測定采用了電導(dǎo)率檢測技術(shù)。通過測定未經(jīng)氧化反應(yīng)器的樣品的總 無機(jī)碳（TIC或IC）濃度，和經(jīng)氧化后得到的樣品的總碳（TC）濃度來計(jì)算總有機(jī)碳濃 度。總有機(jī)碳濃度即總碳濃度與總無機(jī)碳濃度之間的差值： TOC = TC–TIC。

TOC分析儀可以檢測TOC濃度從0.001mg/L到1.000mg/L的水樣。本產(chǎn)品操作簡單， 維護(hù)費(fèi)用低，無需添加化學(xué)試劑，操作人員無需特殊培訓(xùn)或?qū)�業(yè)化學(xué)知識。

1.1 系統(tǒng)組成

TOC 分析儀的組成包括以下 7 個(gè)主要部分：

① 在線檢測裝置（在線型儀器配備）

② 樣品蠕動泵

③ 分流器

④ 氧化反應(yīng)器

⑤ 二氧化碳傳感器

⑥ 微處理控制器和電子線路板

⑦ 輸出接口

1.2 在線檢測裝置

進(jìn)入儀器內(nèi)部后水樣的流速大約為 0.5 ml/min 。進(jìn)入在線檢測裝置的水樣溫度可以 在 1～95℃范圍內(nèi)，儀器的廢液和在線檢測裝置的排出液均由排液管排出。

1.3 離線檢測

離線檢測時(shí)， 儀器可從樣品瓶或其它沒有壓力的容器直接取樣。儀器管路沖洗和儀器 校準(zhǔn)應(yīng)在離線狀態(tài)操作。若樣品中有不可溶性微粒， 應(yīng)經(jīng)過濾膜（孔徑 60μm 或更小） 過 濾后進(jìn)入儀器，以防止樣品中的微粒阻塞儀器。儀器的進(jìn)樣管為 1/16 英寸的 Teflon 管， 經(jīng)蠕動泵抽進(jìn)管路中的水樣流速約為 0.5 ml/min。

1.4 分流器

水樣進(jìn)入儀器后分成相同流量的兩路，其中一路通過延遲線圈進(jìn)入二氧化碳傳感

器，檢測 TIC ，另一路通過氧化反應(yīng)器利用紫外燈（UV 燈） 加二氧化*薄膜光催化氧化作用將有機(jī)物分解為二氧化碳，進(jìn)入二氧化碳傳感器檢測 TC 。總有機(jī)碳可通過這個(gè) 差值計(jì)算得到： TOC = TC–TIC。

1.5 氧化反應(yīng)器

儀器利用 UV 射線在二氧化*光催化劑的作用下將有機(jī)化合物氧化成二氧化碳，氧 化反應(yīng)器是一個(gè) UV 燈外包螺旋形的石英管。UV 燈發(fā)出 185nm 和 254nm 的光線， 使水 產(chǎn)生光分解。

H2O + hν(185nm)（TiO2 ） OH· + H·

羥基自由基（OH· ）能把有機(jī)化合物氧化為二氧化碳。

有機(jī)物 + OH· CO2 + H2O

UV 燈的使用壽命為 6 個(gè)月，當(dāng)更換時(shí)間到期時(shí)儀器將出現(xiàn)警告信息，提醒用戶更 換 UV 燈。

1.6 二氧化碳傳感器

儀器上安裝有兩個(gè)二氧化碳傳感器，由電導(dǎo)率傳感器和溫度傳感器組成。電導(dǎo)率測 量采用雙精度技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償。TIC 傳感器用于檢測未經(jīng)氧化的水 樣中二氧化碳濃度，同時(shí)檢測水樣的電導(dǎo)率值； TC 傳感器用于檢測水樣本身含有的二 氧化碳和水樣中有機(jī)物經(jīng)分解后產(chǎn)生的二氧化碳濃度的總和。

1.7 二氧化碳測量循環(huán)

儀器每 4 分鐘檢測得出一個(gè)數(shù)據(jù)（包括 TOC 值和電導(dǎo)率值），在 4 分鐘的測量循環(huán) 中 TC 和 TIC 是獨(dú)立檢測的。

二、結(jié)構(gòu)特征與工作原理

2.1 工作原理

1 — 鍍有二氧化*的螺旋石英玻璃管 2 — 紫外燈


3 — 電導(dǎo)率傳感器 4 — 延遲線圈 5 — 蠕動泵

圖 2-4 工作原理示意圖

水樣通過進(jìn)樣口進(jìn)入儀器后由分流器分成相等的兩份，其中一份通過延遲線圈 4, 進(jìn)入二氧化碳傳感器 3 檢測 TIC ，另一份通過鍍有二氧化*的螺旋石英玻璃管 1 ，并在 紫外燈 2 的照射下將水中有機(jī)物催化分解為二氧化碳，進(jìn)入電導(dǎo)率傳感器 3 檢測 TC。

總有機(jī)碳可通過這個(gè)差值計(jì)算得到： TOC = TC–TIC，后廢液通過蠕動泵 5，從排液管 流出。

2.2 應(yīng)用范圍

該儀器可用于檢測制藥工業(yè)中純化水、注射用水和去離子水中有機(jī)碳的濃度； 也可 用于半導(dǎo)體行業(yè)中超純水TOC的檢測。

在制藥領(lǐng)域和生物化學(xué)領(lǐng)域清潔驗(yàn)證過程中，可用于驗(yàn)證清潔效果。

該儀器具有在線檢測功能，可以在線監(jiān)測制藥工業(yè)的制水系統(tǒng)、半導(dǎo)體工業(yè)的超純 水制備系統(tǒng)和晶片工藝過程、電廠去離子水制備過程等。

三、技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

3.1 主要技術(shù)參數(shù)

電 源： 220V±22V

電源頻率： 50Hz±1Hz

額定功率： 100W

基本尺寸： 44cm×18cm×26cm

檢測極限： 0.001mg/L

檢測精度： ±4%

檢測范圍： 0.001mg/L～1.000mg/L

分析時(shí)間： 4min

響應(yīng)時(shí)間： 15 min 以內(nèi)

樣品溫度： 1-95℃

環(huán)境溫度： 10-40℃ 溫度變化在±5℃/d 以內(nèi)

內(nèi)部樣品流速： 0.5 ml/min

相對濕度： ≤ 85%

重復(fù)性誤差： ≤ 3%

零點(diǎn)漂移： ±5%

量程漂移： ±5%

3.2 特點(diǎn)

① 不需要添加酸試劑、氧化劑和任何氣體，無需附加日常維護(hù)費(fèi)。

② 操作簡單、快捷、可靠。使用者無需專業(yè)知識和專門培訓(xùn)。

③ 針對 TOC1000ppb 以下去離子水的檢測設(shè)計(jì)，在線、離線檢測可以切換使用。

④ 超大的存儲器能自動存儲近 12 個(gè)月連續(xù)檢測的數(shù)據(jù)， 可以查詢?nèi)我庖惶斓臋z 測記錄，并能打印檢測結(jié)果。

⑤ 檢測速度快，一次檢測分析時(shí)間僅為 4 分鐘。

⑥ 同步檢測水樣的電導(dǎo)率值，將 TOC 分析儀與電導(dǎo)率儀合二為一。

⑦ 體積小、重量輕、耗能少、攜帶方便。

⑧ 具有自動的上限報(bào)警輸出，超出設(shè)定的檢測結(jié)果時(shí)可以提醒操作者。

⑨ 易于按照 USP <643>和 EP <2.2.44>以及中國藥典 2005 年版附錄Ⅷ R 所要求的 TOC 檢測方法進(jìn)行系統(tǒng)適應(yīng)性驗(yàn)證。

⑩ 超大的 320*234 的點(diǎn)陣真彩顯示器以及人性化的界面，具有 RS232 數(shù)據(jù)接口和 打印機(jī)接口。

四、使用與操作方法

開始檢測并計(jì)入檢測次數(shù)，檢測完畢后顯示一次檢測結(jié)果，其中幾次檢測的結(jié) 果均自動保存在查詢記錄當(dāng)中。檢測次數(shù)的設(shè)置方式為： 用“選擇"鍵移動光標(biāo)， 用“設(shè)置" 鍵修改數(shù)字，按“確定"鍵進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)入分析界面。進(jìn)行四次沖洗過程

五、維護(hù)

5.1 易耗品更換周期

UV 燈和蠕動泵管可以從本公司購買。UV 燈為 185nm 、254nm 雙波長紫外燈，蠕 動泵管為進(jìn)口泵管，具有高品質(zhì)和良好的穩(wěn)定性。易耗品更換周期參考表 5. 1。

表 5. 1 易耗品維護(hù)/更換

更換周期*
UV 燈 12 個(gè)月
蠕動泵管 12 個(gè)月

六、故障分析與排除
序號 故障現(xiàn)象 原因分析 排除方法
1 打開電源后屏幕無顯示 1 、查看保險(xiǎn)絲是否損毀；2 、電源線插頭與機(jī)器插口是否有松 動 1 、更換保險(xiǎn)絲2 、插緊電源線
2 檢測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定（測同一水樣時(shí)連續(xù)兩個(gè)值相差過大） 或誤差過大 檢查進(jìn)樣管與排液管有無氣泡， 進(jìn)樣 管與排液管有無壓過的痕跡 1 、更換有壓痕的進(jìn)樣管 或排液管2 、用純水沖洗管路
3 檢測數(shù)值偏低過多 UV 燈使用期限是否已到 更換 UV 燈
4 按鍵失靈無反應(yīng) 1 、檢查按鍵是否有破損，有無液體 流入；2 、長期使用或操作不當(dāng)造成按鍵失 去彈性而短路 更換按鍵
5 儀器內(nèi)部有異常的聲音 1 、判斷是否有異物掉入儀器內(nèi)；2 、電機(jī)轉(zhuǎn)動是否正常 請專業(yè)人員修理
6 蜂鳴器叫 1 、短叫一聲表明所測值高于儀器設(shè) 定的上限值；2 、長叫可能是主板故障 1 、所測水樣有問題，檢 查來源2 、請專業(yè)人員修理
7 查詢數(shù)據(jù)時(shí)死機(jī) 儀器“參數(shù)設(shè)置"項(xiàng)下設(shè)置為“打印"， 但未連接打印機(jī)， 查詢記錄時(shí)搜索不 到打印機(jī) 1 、重啟，“參數(shù)設(shè)置" 項(xiàng)下設(shè)置為“不打印"2 、連接打印機(jī)
8 排液管不出水 1 、管路堵塞；2 、泵管已磨損 1 、用小注射器抽出水口2 、更換泵管
七、安裝與儲運(yùn)
7.1 安裝
7. 1. 1 安裝位置的選擇
將儀器放在一個(gè)潔凈、無障礙物的平面上，并保證除儀器外還能承載 25kg的重量， 為了便于散熱，請確保儀器的后面和兩側(cè)留有至少16cm的空間。
7. 1.2 電源要求
電壓： 220V ± 22V
電源頻率： 50Hz ± 1Hz
7. 1.3 環(huán)境要求
儀器應(yīng)在一個(gè)恒溫恒濕且適于工作的環(huán)境中進(jìn)行。避免陽光直射和超常溫度； 溫度 過高（超過104°F ，40℃） 會導(dǎo)致運(yùn)行失常，溫度過低（低于50°F ，10℃） 會導(dǎo)致測量
值誤差過大。
7.2 儲運(yùn)
7.2. 1 包裝后的 TOC 分析儀應(yīng)儲存在相對濕度不大于 80% ，無腐蝕性氣體且通風(fēng)良好、 陰涼、清潔的室內(nèi)。
7.2.2 運(yùn)輸按訂貨合同要求，避免碰撞及受潮。
7.2.3 若對本儀器進(jìn)行重新拆卸與安裝，請聯(lián)系儀器制造商，由專業(yè)技術(shù)人員協(xié)助解決。