总有机碳（TOC）分析仪系统组成及工作原理

TOC分析仪即总有机碳分析仪，是指用于测定溶液中的总有机碳（TOC）的仪器，它以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。

它比BOD（生化需氧量）或COD（化学需氧量）更能反映有机物的总量。

一、产品简介

总有机碳（TOC）分析仪是公司独立研制的产品，用于测定水样中总有机碳的浓度，具有高灵敏度和精确度。

TOC分析仪的工作原理是：样品中的有机物在紫外线（UV）的作用下被氧化成二氧化碳，二氧化碳的测定采用了电导率检测技术。通过测定未经氧化反应器的样品的总无机碳（TIC或IC）浓度，和经氧化后得到的样品的总碳（TC）浓度来计算总有机碳浓度。总有机碳浓度即总碳浓度与总无机碳浓度之间的差值：TOC = TC–TIC。

TOC分析仪可以检测TOC浓度从0.001mg/L到1.600mg/L的水样。本产品操作简单，维护费用低，无需添加化学试剂，操作人员无需特殊培训或专业化学知识。

1.1 系统组成

TOC分析仪的组成包括以下7个主要部分：

① 在线检测装置（在线型仪器配备）

② 样品蠕动泵

③ 分流器

④ 氧化反应器

⑤ 二氧化碳传感器

   ⑥ 微处理控制器和电子线路板

⑦ 输出接口

1.2离线检测

离线检测时，仪器可从样品瓶或其它没有压力的容器直接取样。仪器管路冲洗和仪器校准应在离线状态操作。若样品中有不可溶性微粒，应经过滤膜（孔径60μm或更小）过滤后进入仪器，以防止样品中的微粒阻塞仪器。

1.3 分流器

水样进入仪器后分成相同流量的两路，其中一路通过延迟线圈进入二氧化碳传感器，检测TIC，另一路通过氧化反应器利用紫外灯（UV灯）加二氧化钛薄膜光催化氧化作用将有机物分解为二氧化碳，进入二氧化碳传感器检测TC。总有机碳可通过这个差值计算得到：TOC = TC–TIC。

1.4氧化反应器

仪器利用UV射线在二氧化钛光催化剂的作用下将有机化合物氧化成二氧化碳，氧化反应器是一个UV灯外包螺旋形的石英管。UV灯发出185nm和254nm的光线，使水产生光分解。

H₂O + hν(185nm)（TiO₂）à OH· + H·

羟基自由基（OH·）能把有机化合物氧化为二氧化碳。

有机物 + OH·à CO₂ + H₂O

UV灯的使用寿命为6个月，当更换时间到期时仪器将出现警告信息，提醒用户更换UV灯。

1.5二氧化碳传感器

仪器上安装有两个二氧化碳传感器，由电导率传感器和温度传感器组成。电导率测量采用双精度技术，可以实现自动校准和温度补偿。TIC传感器用于检测未经氧化的水样中二氧化碳浓度，同时检测水样的电导率值；TC传感器用于检测水样本身含有的二氧化碳和水样中有机物经分解后产生的二氧化碳浓度的总和。

1.6二氧化碳测量循环

仪器每4分钟检测得出一个数据（包括TOC值和电导率值），在4分钟的测量循环中TC和TIC是独立检测的。

二、结构特征与工作原理

2.1工作原理

 1 — 镀有二氧化钛的螺旋石英玻璃管             2 — 紫外灯

 3 — 电导率传感器         4 — 延迟线圈       5 — 蠕动泵

2.2仪器特点

操作简单、快捷、可靠。使用者无需专业知识和专门培训。

针对TOC1000ppb以下去离子水的检测设计，在线、离线检测可以切换使用。

不需要添加酸试剂、氧化剂和任何气体，无需附加日常维护费

检测速度快，一次检测分析时间仅为4分钟。

体积小、重量轻、耗能少、携带方便。

2.3常见分类

在线TOC分析仪

在管道上可实时监控水质好坏以及监控水处理功能部件的完整性，可设定检测间隔，自动检测。

离线TOC分析仪

在实验室检测，需要把水样取到实验室。但是，离线检测时，由于取样、环境等导入的误差已经远远大于仪器分析本身的误差，且误差分析具备不确定性，因此，其结果只有定性的参考价值。

三、应用领域

TOC分析仪广泛应用于测量地表水、自来水、污水、海水、双氧水以及工业用水等水体中总有机碳的含量,以综古评价水体中有机物污染程度。用于环境监测、城市给排水、疾病控制、化工电力等行业。