一、簡介
水中總有機碳（TOC）分析儀是北京北廣精儀儀器設備有限公司獨立研制的產品， 用于測定水樣中總有機碳的濃度，具有高靈敏度和精確度。
水中總有機碳（TOC）分析儀的工作原理是： 樣品中的有機物在紫外線（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率檢測技術。通過測定未經(jīng)氧化反應器的樣品的總 無機碳（TIC或IC）濃度，和經(jīng)氧化后得到的樣品的總碳（TC）濃度來計算總有機碳濃 度。總有機碳濃度即總碳濃度與總無機碳濃度之間的差值： 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。本產品操作簡單， 維護費用低，無需添加化學試劑，操作人員無需特殊培訓或專業(yè)化學知識。
1.1 系統(tǒng)組成
TOC 分析儀的組成包括以下 7 個主要部分：
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
進入儀器內部后水樣的流速大約為 0.5 ml/min 。進入在線檢測裝置的水樣溫度可以 在 1～95℃范圍內，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， 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 校準應在離線狀態(tài)操作。若樣品中有不可溶性微粒， 應經(jīng)過濾膜（孔徑 60μm 或更小） 過 濾后進入儀器，以防止樣品中的微粒阻塞儀器。儀器的進樣管為 1/16 英寸的 Teflon 管， 經(jīng)蠕動泵抽進管路中的水樣流速約為 0.5 ml/min。
1.4 分流器
水樣進入儀器后分成相同流量的兩路，其中一路通過延遲線圈進入二氧化碳傳感
器，檢測 TIC ，另一路通過氧化反應器利用紫外燈（UV 燈） 加二氧化*薄膜光催化氧化作用將有機物分解為二氧化碳，進入二氧化碳傳感器檢測 TC 。總有機碳可通過這個 差值計算得到： TOC = TC–TIC。
1.5 氧化反應器
儀器利用 UV 射線在二氧化*光催化劑的作用下將有機化合物氧化成二氧化碳，氧 化反應器是一個 UV 燈外包螺旋形的石英管。UV 燈發(fā)出 185nm 和 254nm 的光線， 使水 產生光分解。
H2O + hν(185nm)（TiO2 ） OH· + H·
羥基自由基（OH· ）能把有機化合物氧化為二氧化碳。
有機物 + OH· CO2 + H2O
UV 燈的使用壽命為 6 個月，當更換時間到期時儀器將出現(xiàn)警告信息，提醒用戶更 換 UV 燈。
1.6 二氧化碳傳感器
儀器上安裝有兩個二氧化碳傳感器，由電導率傳感器和溫度傳感器組成。電導率測 量采用雙精度技術，可以實現(xiàn)自動校準和溫度補償。TIC 傳感器用于檢測未經(jīng)氧化的水 樣中二氧化碳濃度，同時檢測水樣的電導率值； 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物經(jīng)分解后產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 分鐘檢測得出一個數(shù)據(jù)（包括 TOC 值和電導率值），在 4 分鐘的測量循環(huán) 中 TC 和 TIC 是獨立檢測的。
二、結構特征與工作原理
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
水樣通過進樣口進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物催化分解為二氧化碳，進入電導率傳感器 3 檢測 TC。
總有機碳可通過這個差值計算得到： TOC = TC–TIC，最后廢液通過蠕動泵 5，從排液管 流出。
2.2 應用范圍
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碳的濃度； 也可 用于半導體行業(yè)中超純水TOC的檢測。
在制藥領域和生物化學領域清潔驗證過程中，可用于驗證清潔效果。
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、技術參數(shù)及特點
3.1 主要技術參數(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
分析時間： 4min
響應時間： 15 min 以內
樣品溫度： 1-95℃
環(huán)境溫度： 10-40℃ 溫度變化在±5℃/d 以內
內部樣品流速： 0.5 ml/min
相對濕度： ≤ 85%
重復性誤差： ≤ 3%
零點漂移： ±5%
量程漂移： ±5%
3.2 特點
① 不需要添加酸試劑、氧化劑和任何氣體，無需附加日常維護費。
② 操作簡單、快捷、可靠。使用者無需專業(yè)知識和專門培訓。
③ 針對 TOC1000ppb 以下去離子水的檢測設計，在線、離線檢測可以切換使用。
④ 超大的存儲器能自動存儲最近 12 個月連續(xù)檢測的數(shù)據(jù)， 可以查詢任意一天的檢 測記錄，并能打印檢測結果。
⑤ 檢測速度快，一次檢測分析時間僅為 4 分鐘。
⑥ 同步檢測水樣的電導率值，將 TOC 分析儀與電導率儀合二為一。
⑦ 體積小、重量輕、耗能少、攜帶方便。
⑧ 具有自動的上限報警輸出，超出設定的檢測結果時可以提醒操作者。
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 檢測方法進行系統(tǒng)適應性驗證。
⑩ 超大的 320*234 的點陣真彩顯示器以及人性化的界面，具有 RS232 數(shù)據(jù)接口和 打印機接口。
四、使用與操作方法
開始檢測并計入檢測次數(shù)，檢測完畢后顯示一次檢測結果，其中幾次檢測的結 果均自動保存在查詢記錄當中。檢測次數(shù)的設置方式為： 用“選擇"鍵移動光標， 用“設置" 鍵修改數(shù)字，按“確定"鍵進行確認，進入分析界面。進行四次沖洗過程
五、維護
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 動泵管為進口泵管，具有高品質和良好的穩(wěn)定性。易耗品更換周期參考表 5. 1。
表 5. 1 易耗品維護/更換表
部件名稱 | 更換周期* |
UV 燈 | 12 個月 |
蠕動泵管 | 12 個月 |
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 、查看保險絲是否損毀； 2 、電源線插頭與機器插口是否有松 動 |
1 、更換保險絲 2 、插緊電源線 |
2 | 檢測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定（測同一 水樣時連續(xù)兩個值相差過 大） 或誤差過大 |
檢查進樣管與排液管有無氣泡， 進樣 管與排液管有無壓過的痕跡 | 1 、更換有壓痕的進樣管 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 | 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造成按鍵失 去彈性而短路 |
更換按鍵 |
5 |
儀器內部有異常的聲音 | 1 、判斷是否有異物掉入儀器內； 2 、電機轉動是否正常 |
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 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)時死機 | 儀器“參數(shù)設置"項下設置為“打印"， 但未連接打印機， 查詢記錄時搜索不 到打印機 | 1 、重啟，“參數(shù)設置" 項下設置為“不打印" 2 、連接打印機 |
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
7.1 安裝
7. 1. 1 安裝位置的選擇
將儀器放在一個潔凈、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
儀器應在一個恒溫恒濕且適于工作的環(huán)境中進行。避免陽光直射和超常溫度； 溫度 過高（超過104°F ，40℃） 會導致運行失常，溫度過低（低于50°F ，10℃） 會導致測量
值誤差過大。
7.2 儲運
7.2. 1 包裝后的 TOC 分析儀應儲存在相對濕度不大于 80% ，無腐蝕性氣體且通風良好、 陰涼、清潔的室內。
7.2.2 運輸按訂貨合同要求，避免碰撞及受潮。
7.2.3 若對本儀器進行重新拆卸與安裝，請聯(lián)系儀器制造商，由專業(yè)技術人員協(xié)助解決。
總有機碳（TOC）分析儀的應用領域非常廣泛，核心在于它通過直接量化有機碳總量，為水質監(jiān)控、環(huán)境評估和工業(yè)合規(guī)提供關鍵數(shù)據(jù)支持。以下是主要應用領域的詳細介紹：
1. ?制藥行業(yè)?
應用場景?：主要用于檢測制藥用水、注射用水及超純水中的TOC含量，確保水質符合《中國藥典》等標準。
技術特點?：高精度檢測（如電導率差值技術），支持在線實時監(jiān)測與離線取樣，便攜設計便于現(xiàn)場操作。
案例?：制藥企業(yè)通過便攜式TOC分析儀實現(xiàn)多點水質檢測，避免水樣轉運導致的檢測滯后。
2. ?電子行業(yè)?
應用場景?：監(jiān)控超純水純度，確保半導體制造等關鍵工藝的用水安全。
技術特點?：高精度、低誤差，支持多臺聯(lián)機及電子審計追蹤，數(shù)據(jù)可靠。
3. ?環(huán)境監(jiān)測?
應用場景?：用于水質評價、污染源追蹤及土壤、沉積物等環(huán)境樣品的有機物含量測定。
?技術特點?：快速反映有機污染總體水平，為環(huán)境質量評價提供科學依據(jù)。
4. ?食品飲料行業(yè)?
應用場景?：檢測生產用水中的TOC含量，確保產品用水安全。
技術特點?：符合國家法規(guī)與行業(yè)標準，支持在線實時監(jiān)測與離線取樣檢測。
5. ?環(huán)保行業(yè)?
應用場景?：用于高純水監(jiān)測、工業(yè)廢水處理效果評估等。
技術特點?：通過量化樣品中有機碳總量，有效評估污染程度及水體的自凈能力。
6. ?實驗室研究?
應用場景?：用于去離子水離線分析、土壤及海洋沉積物等固體樣品的有機物測定。
技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
7. ?化工領域?
應用場景?：實時監(jiān)控水質和有機物含量，確保生產過程符合嚴格的行業(yè)標準。
?技術特點?：高精度檢測（如燃燒法、電導率法），廣泛適用于液體和固體樣品。
8. ?電廠鍋爐循環(huán)水、冷卻水檢測?
?應用場景?：實時監(jiān)控水質，防止設備腐蝕和結垢，延長設備使用壽命。
?技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
9. ?自來水、飲用水檢測?
應用場景?：確保飲用水安全，符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》。
?技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
10. ?廢水、廢酸檢測?
應用場景?：監(jiān)控工業(yè)廢水排放，確保環(huán)保合規(guī)。
技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
11. ?生物醫(yī)藥?
?應用場景?：注射水、去離子水的檢測，確保藥品和安全性和有效性。
技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
12. ?土壤、污泥、海洋沉積物檢測?
應用場景?：用于土壤、污泥、海洋沉積物等固體樣品的有機物測定。
?技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
13. ?塑料降解研究?
應用場景?：用于塑料降解過程中有機物含量的測定。
技術特點?：高精度檢測，符合國際標準，確保檢測結果的可靠性。
14. ?其他工業(yè)領域?
?應用場景?：如半導體制造、電力等行業(yè)，用于實時監(jiān)控水質，確保用水安全與合規(guī)。
技術特點?：高精度、低誤差，具備防水、防塵和遠程控制功能，支持多臺聯(lián)機及電子審計追蹤。
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