總有機碳（TOC）分析儀系統組成及工作原理

TOC分析儀即總有機碳分析儀，是指用于測定溶液中的總有機碳（TOC）的儀器，它以碳的含量表示水體中有機物質總量的綜合指標。

它比BOD（生化需氧量）或COD（化學需氧量）更能反映有機物的總量。

一、產品簡介

總有機碳（TOC）分析儀是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。

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。通過測定未經氧化反應器的樣品的總無機碳（TIC或IC）濃度，和經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1.600mg/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化學知識。

1.1 系統組成

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操作。若樣品中有不可溶性微粒，應經過濾膜（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。

1.3 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）加二氧化鈦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。

1.4氧化反應器

儀器利用UV射線在二氧化鈦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燈發出185nm和254nm的光線，使水產生光分解。

H₂O + hν(185nm)（TiO₂）à 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·à 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警告信息，提醒用戶更換UV燈。

1.5二氧化碳傳感器

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，可以實現自動校準和溫度補償。TIC傳感器用于檢測未經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分解后產生的二氧化碳濃度的總和。

1.6二氧化碳測量循環

儀器每4分鐘檢測得出一個數據（包括TOC值和電導率值），在4分鐘的測量循環中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 — 鍍有二氧化鈦的螺旋石英玻璃管             2 — 紫外燈

 3 — 電導率傳感器         4 — 延遲線圈       5 — 蠕動泵

2.2儀器特點

操作簡單、快捷、可靠。使用者無需專業知識和專門培訓。

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。

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

檢測速度快，一次檢測分析時間僅為4分鐘。

體積小、重量輕、耗能少、攜帶方便。

2.3常見分類

在線TOC分析儀

在管道上可實時監控水質好壞以及監控水處理功能部件的完整性，可設定檢測間隔，自動檢測。

離線TOC分析儀

在實驗室檢測，需要把水樣取到實驗室。但是，離線檢測時，由于取樣、環境等導入的誤差已經遠遠大于儀器分析本身的誤差，且誤差分析具備不確定性，因此，其結果只有定性的參考價值。

三、應用領域

TOC分析儀廣泛應用于測量地表水、自來水、污水、海水、雙氧水以及工業用水等水體中總有機碳的含量,以綜古評價水體中有機物污染程度。用于環境監測、城市給排水、疾病控制、化工電力等行業。