純水在線離線一體總有機碳toc分析儀

一、產品簡介

純水在線離線一體總有機碳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。設備的工作原理是： 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?？傆袡C碳濃度即總碳濃度與總無機碳濃度之間的差值：TOC = TC–TIC。

純水在線離線一體總有機碳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  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  校準應在離線狀態操作。若樣品中有不可溶性微粒， 應經過濾膜（孔徑 60μm 或更?。?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） 加薄膜光催化氧

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） 加薄膜光催化氧

1.5  氧化反應器

儀器利用 UV 射線在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 ） ------ 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。

1.7  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、工作原理

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。

如下圖所示：

2.2  應用范圍

高精度總有機碳分析儀器可用于檢測制藥工業中純化水、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，可以在線監測制藥工業的制水系統、半導體工業的超純水制備系統和晶片工藝過程、電廠去離子水制備過程等。

水質自動類總有機碳分析儀符合環境保護行業標準HJ/T104-2003《總有機碳(TOC)水質自動分析儀技術要求》該標準明確了儀器的技術性能、結構、功能等要求，涵蓋測量范圍、準確度、重復性等性能指標，還規定了出廠檢驗、型式檢驗等要求，適用于地表水、工業污水和市政污水檢測用TOC自動分析儀的研制生產。制藥領域用總有機碳分析儀：除滿足國內相關儀器基礎標準外，常需契合《中國藥典》中的對應要求，同時為適配國際市場，還會遵循美國藥典（USP）、歐洲藥典（EP）等相關標準，以此保障藥品生產環節中水質及藥品相關有機碳檢測的準確性。

三、技術參數及特點

3.1  主要技術參數

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 個月連續檢測的數據， 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 數據接口和 打印機接口。

四、使用與操作方法

開始檢測并計入檢測次數，檢測完畢后顯示檢測結果，其中幾次檢測的結   果均自動保存在查詢記錄當中。檢測次數的設置方式為： 用“選擇"鍵移動光標， 用“設置" 鍵修改數字，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

六、故障分析與排除

七：注意事項

1.更換紫外燈或蠕動泵管時，必須在打開儀器后蓋板前切斷電源，以避免發生電擊危險。

2.非本公司維修人員或專業人員不得隨意拆卸機箱內部的零部件 及線路板，否則造成儀器損壞后果自負。

3.更換保險絲請使用相同的規格，以免發生短路或者損壞儀器。

4.本產品需一級安全防護，電源必須可靠接地,否則可能導致觸電事故或損壞儀器。

5.儀器使用時，若水樣中含有可見的不溶性微粒，必須在進樣管前安裝 微粒過濾器，以免儀器內部管路發生堵塞。若在線檢測的水樣中固體懸浮 物含量較高，須定期更換過濾器。

6.若先前檢測的水樣中有機碳濃度超出了儀器的檢測范圍，在檢測其它 有機碳濃度相對較低的水樣之前，先用高純水或有機碳濃度較低的去離子水

沖洗管路，沖洗時間參考說明書。

7.若儀器作在線檢測使用，需在離線狀態下沖洗管路和校準完畢后再 連接在線檢測裝置。

清潔驗證中TOC檢出限的核心標準及分場景應用規范：

?一、檢出限（LOD）定義與藥典要求?

?基本定義?：檢出限指儀器可穩定檢出有機碳的濃度（信噪比S/N≥3）?。

?藥典強制要求?：

中國/美國/歐洲藥典統一規定：TOC分析儀檢出限必須 ≤0.05 mg/L（即50 μg/L）?。

?二、實際應用分級標準?

根據水質等級與場景需求，檢出限執行差異化標準：

?注?：半導體行業推薦膜電導技術實現0.03 μg/L檢出限?，制藥行業常規高溫燃燒法檢出限為0.02-0.05 mg/L?。

?三、檢出限驗證方法?

?計算標準?：

?藥典公式?：LOD = 3.3δ/S（δ：空白響應值標準偏差；S：標準曲線斜率）?

?實際驗證?：需用接近限值的樣品進行重復測試（如0.05 mg/L蔗糖溶液）?

?操作規范?：

連續7針空白測定計算δ值，RSD≤5%?

標準曲線范圍覆蓋0-200 μg/L，斜率穩定性需驗證?

?四、行業實踐要點?

?儀器選擇?：

超純水監測：優先選用紫外-電導差分法北廣精儀（BC-50A）?

高有機物殘留：高溫燃燒法（850℃+NDIR檢測）北廣精儀BC-200A

?棉簽法換算?：

表面殘留檢出限 = 儀器LOD × 棉簽浸提液體積（10mL） / 擦拭面積（25cm2）?

需驗證回收率≥70%（如不銹鋼表面加標蔗糖）?

?五、常見誤區與對策?

?誤區1?：將合格限（500 μg/L）誤作檢出限 → 需明確LOD是儀器能力指標，非驗收標準?；

?誤區2?：未區分水質等級 → 半導體廠必須驗證0.001 mg/L級LOD，否則數據無效?；

?對策?：定期執行系統適用性測試（連續5針RSD≤5%）確保儀器狀態?。

?關鍵提示?：檢出限驗證報告需包含空白δ值、標準曲線斜率、加標回收率數據?，超純水檢測應注明溫度補償參數（每℃變化影響0.5%讀數）?。