水中总有机碳（TOC）分析仪BC-50A
概述：水中总有机碳（TOC）分析仪用于测定水样中总有机碳的浓度，具有高灵敏度和精确度。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
一、简介
水中总有机碳（TOC）分析仪是北京北广精仪仪器设备有限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。
水中总有机碳（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1.000mg/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 在线检测装置
进入仪器内部后水样的流速大约为 0.5 ml/min 。进入在线检测装置的水样温度可以 在 1～95℃范围内，仪器的废液和在线检测装置的排出液均由排液管排出。
1.3 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。仪器的进样管为 1/16 英寸的 Teflon 管， 经蠕动泵抽进管路中的水样流速约为 0.5 ml/min。
1.4 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*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。
1.5 氧化反应器
仪器利用 UV 射线在二氧化*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 ） 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· 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。
1.6 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。
1.7 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*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
图 2-4 工作原理示意图
水样通过进样口进入仪器后由分流器分成相等的两份，其中一份通过延迟线圈 4, 进入二氧化碳传感器 3 检测 TIC ，另一份通过镀有二氧化*的螺旋石英玻璃管 1 ，并在 紫外灯 2 的照射下将水中有机物催化分解为二氧化碳，进入电导率传感器 3 检测 TC。
总有机碳可通过这个差值计算得到： TOC = TC–TIC，最后废液通过蠕动泵 5，从排液管 流出。
2.2 应用范围
该仪器可用于检测制药工业中纯化水、注射用水和去离子水中有机碳的浓度； 也可 用于半导体行业中超纯水TOC的检测。
在制药领域和生物化学领域清洁验证过程中，可用于验证清洁效果。
该仪器具有在线检测功能，可以在线监测制药工业的制水系统、半导体工业的超纯 水制备系统和晶片工艺过程、电厂去离子水制备过程等。
三、技术参数及特点
3.1 主要技术参数
电 源： 220V±22V
电源频率： 50Hz±1Hz
额定功率： 100W
基本尺寸： 44cm×18cm×26cm
检测极限： 0.001mg/L
检测精度： ±4%
检测范围： 0.001mg/L～1.000mg/L
分析时间： 4min
响应时间： 15 min 以内
样品温度： 1-95℃
环境温度： 10-40℃ 温度变化在±5℃/d 以内
内部样品流速： 0.5 ml/min
相对湿度： ≤ 85%
重复性误差： ≤ 3%
零点漂移： ±5%
量程漂移： ±5%
3.2 特点
① 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。
② 操作简单、快捷、可靠。使用者无需专业知识和专门培训。
③ 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。
④ 超大的存储器能自动存储最近 12 个月连续检测的数据， 可以查询任意一天的检 测记录，并能打印检测结果。
⑤ 检测速度快，一次检测分析时间仅为 4 分钟。
⑥ 同步检测水样的电导率值，将 TOC 分析仪与电导率仪合二为一。
⑦ 体积小、重量轻、耗能少、携带方便。
⑧ 具有自动的上限报警输出，超出设定的检测结果时可以提醒操作者。
⑨ 易于按照 USP <643>和 EP <2.2.44>以及中国药典 2005 年版附录Ⅷ R 所要求的 TOC 检测方法进行系统适应性验证。
⑩ 超大的 320*234 的点阵真彩显示器以及人性化的界面，具有 RS232 数据接口和 打印机接口。
四、使用与操作方法
开始检测并计入检测次数，检测完毕后显示一次检测结果，其中几次检测的结 果均自动保存在查询记录当中。检测次数的设置方式为： 用“选择"键移动光标， 用“设置" 键修改数字，按“确定"键进行确认，进入分析界面。进行四次冲洗过程
五、维护
5.1 易耗品更换周期
UV 灯和蠕动泵管可以从本公司购买。UV 灯为 185nm 、254nm 双波长紫外灯，蠕 动泵管为进口泵管，具有高品质和良好的稳定性。易耗品更换周期参考表 5. 1。
表 5. 1 易耗品维护/更换表
|
部件名称 |
更换周期* |
|
UV 灯 |
12 个月 |
|
蠕动泵管 |
12 个月 |
六、故障分析与排除
|
序号 |
故障现象 |
原因分析 |
排除方法 |
|
1 |
打开电源后屏幕无显示 |
1 、查看保险丝是否损毁； 2 、电源线插头与机器插口是否有松 动 |
1 、更换保险丝 2 、插紧电源线 |
|
2 |
检测数据不稳定（测同一 水样时连续两个值相差过 大） 或误差过大 |
检查进样管与排液管有无气泡， 进样 管与排液管有无压过的痕迹 |
1 、更换有压痕的进样管 或排液管 2 、用纯水冲洗管路 |
|
3 |
检测数值偏低过多 |
UV 灯使用期限是否已到 |
更换 UV 灯 |
|
4 |
按键失灵无反应 |
1 、检查按键是否有破损，有无液体 流入； 2 、长期使用或操作不当造成按键失 去弹性而短路 |
更换按键 |
|
5 |
仪器内部有异常的声音 |
1 、判断是否有异物掉入仪器内； 2 、电机转动是否正常 |
请专业人员修理 |
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6 |
蜂鸣器叫 |
1 、短叫一声表明所测值高于仪器设 定的上限值； 2 、长叫可能是主板故障 |
1 、所测水样有问题，检 查来源 2 、请专业人员修理 |
|
7 |
查询数据时死机 |
仪器“参数设置"项下设置为“打印"， 但未连接打印机， 查询记录时搜索不 到打印机 |
1 、重启，“参数设置" 项下设置为“不打印" 2 、连接打印机 |
|
8 |
排液管不出水 |
1 、管路堵塞； 2 、泵管已磨损 |
1 、用小注射器抽出水口 2 、更换泵管 |
七、安装与储运
7.1 安装
7. 1. 1 安装位置的选择
将仪器放在一个洁净、无障碍物的平面上，并保证除仪器外还能承载 25kg的重量， 为了便于散热，请确保仪器的后面和两侧留有至少16cm的空间。
7. 1.2 电源要求
电压： 220V ± 22V
电源频率： 50Hz ± 1Hz
7. 1.3 环境要求
仪器应在一个恒温恒湿且适于工作的环境中进行。避免阳光直射和超常温度； 温度 过高（超过104°F ，40℃） 会导致运行失常，温度过低（低于50°F ，10℃） 会导致测量
值误差过大。
7.2 储运
7.2. 1 包装后的 TOC 分析仪应储存在相对湿度不大于 80% ，无腐蚀性气体且通风良好、 阴凉、清洁的室内。
7.2.2 运输按订货合同要求，避免碰撞及受潮。
7.2.3 若对本仪器进行重新拆卸与安装，请联系仪器制造商，由专业技术人员协助解决。
总有机碳（TOC）分析仪的应用领域非常广泛，核心在于它通过直接量化有机碳总量，为水质监控、环境评估和工业合规提供关键数据支持。以下是主要应用领域的详细介绍：
1. 制药行业
应用场景：主要用于检测制药用水、注射用水及超纯水中的TOC含量，确保水质符合《中国药典》等标准。
技术特点：高精度检测（如电导率差值技术），支持在线实时监测与离线取样，便携设计便于现场操作。
案例：制药企业通过便携式TOC分析仪实现多点水质检测，避免水样转运导致的检测滞后。
2. 电子行业
应用场景：监控超纯水纯度，确保半导体制造等关键工艺的用水安全。
技术特点：高精度、低误差，支持多台联机及电子审计追踪，数据可靠。
3. 环境监测
应用场景：用于水质评价、污染源追踪及土壤、沉积物等环境样品的有机物含量测定。
技术特点：快速反映有机污染总体水平，为环境质量评价提供科学依据。
4. 食品饮料行业
应用场景：检测生产用水中的TOC含量，确保产品用水安全。
技术特点：符合国家法规与行业标准，支持在线实时监测与离线取样检测。
5. 环保行业
应用场景：用于高纯水监测、工业废水处理效果评估等。
技术特点：通过量化样品中有机碳总量，有效评估污染程度及水体的自净能力。
6. 实验室研究
应用场景：用于去离子水离线分析、土壤及海洋沉积物等固体样品的有机物测定。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
7. 化工领域
应用场景：实时监控水质和有机物含量，确保生产过程符合严格的行业标准。
技术特点：高精度检测（如燃烧法、电导率法），广泛适用于液体和固体样品。
8. 电厂锅炉循环水、冷却水检测
应用场景：实时监控水质，防止设备腐蚀和结垢，延长设备使用寿命。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
9. 自来水、饮用水检测
应用场景：确保饮用水安全，符合GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
10. 废水、废酸检测
应用场景：监控工业废水排放，确保环保合规。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
11. 生物医药
应用场景：注射水、去离子水的检测，确保药品和安全性和有效性。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
12. 土壤、污泥、海洋沉积物检测
应用场景：用于土壤、污泥、海洋沉积物等固体样品的有机物测定。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
13. 塑料降解研究
应用场景：用于塑料降解过程中有机物含量的测定。
技术特点：高精度检测，符合国际标准，确保检测结果的可靠性。
14. 其他工业领域
应用场景：如半导体制造、电力等行业，用于实时监控水质，确保用水安全与合规。
技术特点：高精度、低误差，具备防水、防尘和远程控制功能，支持多台联机及电子审计追踪。
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