TOC在线检测仪是一种用于实时监测水体中总有机碳（TOC）含量的精密仪器，广泛应用于制药、电子、化工、环境监测及科研等领域。其核心功能是通过连续分析水样中的有机物含量，为水质控制、污染预警及工艺优化提供关键数据支持。其基于氧化-检测原理，将水样中的有机物转化为二氧化碳（CO₂），再通过非色散红外探测器（NDIR）或电导率差值法测定CO₂浓度，进而换算出TOC值。仪器通常集成自动采样、流量比例监测及自动校正技术，可同步测量温度、pH、电导率等参数，实现多参数联动分析。
1、进样与预处理系统（Sample Inlet and Pre-treatment System）
功能：自动采集待测水样，并进行必要的前处理，确保样品符合检测要求。
主要部件：
进样泵：通常为蠕动泵或隔膜泵，用于稳定输送水样。
过滤器/滤网：去除水样中的颗粒物、悬浮物，防止堵塞管路或干扰检测。
脱气装置（可选）：去除水样中的溶解性无机碳（DIC，如CO₂、HCO₃⁻），避免对TOC测量产生干扰，尤其在非吹扫法中常用。
温度调节装置（可选）：将水样恒温至设定温度（如25°C），保证测量稳定性。
2、试剂系统（Reagent System）
功能：提供消解和反应所需的化学试剂。
主要试剂：
氧化剂：如过硫酸钠（Na₂S₂O₈）、persulfate，用于在高温或紫外光下产生强氧化性的自由基（SO₄⁻·）。
酸化剂：如磷酸（H₃PO₄）或盐酸（HCl），用于酸化水样，将无机碳（IC）转化为CO₂并吹脱去除，从而得到TC（总碳）与IC之差即为TOC。
结构：
试剂瓶：储存氧化剂和酸液。
计量泵或比例阀：精确控制试剂的添加量。
管路系统：耐腐蚀材料（如PTFE、PFA）制成的管道，连接各部件。
3、消解/氧化反应单元（Digestion/Oxidation Unit）
功能：将水样中的有机物彻d氧化为二氧化碳（CO₂），是TOC测定的关键步骤。
常见技术类型：
UV过硫酸盐氧化法（UV-Persulfate）：
结构：包含UV灯（发射185nm/254nm紫外光）和过硫酸盐试剂。
原理：UV光激发过硫酸盐产生强氧化性自由基，同时UV光本身也能直接分解部分有机物。
高温催化氧化法（High-Temperature Catalytic Oxidation,HTC）：
结构：包含高温炉（680°C~900°C）、催化剂（如铂、二氧化钛）和载气系统（如高纯氮气或空气）。
原理：在高温和催化剂作用下，有机物被完q氧化为CO₂。
紫外线（UV）直接氧化法（仅适用于低TOC水样）：
结构：仅使用高强度UV灯。
氧化能力较弱，适用于超纯水监测。
4、无机碳（IC）去除单元（Inorganic Carbon Removal）
功能：在测量TOC前，去除水样中的无机碳，避免干扰。
方法：
酸化吹扫法：z常用。加入酸后，通过通入载气（如N₂），将生成的CO₂从水样中吹出。
膜渗透法（可选）：利用选择性渗透膜分离CO₂。
结构：酸化腔室、气体入口、吹扫管路、气液分离器。
5、检测器（Detector）
功能：检测氧化后产生的CO₂量，并将其转换为电信号。
主要类型：
非分散红外检测器（NDIR,Non-Dispersive Infrared）：
最主流技术。CO₂对特定波长（4.26μm）的红外光有强吸收。
结构：红外光源、测量气室、参比气室、红外探测器。
优点：灵敏度高、稳定性好、寿命长。
电导率检测器（Conductivity Detector）：
原理：测量CO₂溶于水后形成的碳酸导致的电导率变化。
结构：电导池、电极。
优点：结构简单、成本低；缺点：易受水中离子干扰，精度较低，多用于低浓度TOC测量。
6、控制系统与数据处理单元（Control&Data Processing Unit）
功能：设备的“大脑”，协调各模块工作，处理信号，计算结果。
组成：
微处理器/PLC：执行控制逻辑。
电路板：驱动泵、阀门、加热器、检测器等。
算法软件：根据检测信号计算TOC浓度（单位：ppb或ppm），进行温度补偿、零点校准、斜率校准等。
显示屏：本地显示实时TOC值、状态、报警信息等。
7、载气系统（Carrier Gas System）（适用于吹扫法和HTC法）
功能：提供惰性气体（通常为高纯氮气或压缩空气），用于吹脱CO₂或将CO₂载入检测器。
结构：气瓶或气源接口、减压阀、流量计、电磁阀、过滤器。
8、废液排放系统（Waste Disposal System）
功能：收集并排出反应后的废液和废气。
结构：废液收集瓶、排气管（可能带活性炭过滤器以吸附有害气体）。
9、外壳与防护结构
材质：工程塑料或金属外壳。
防护等级：通常为IP65或更高，防尘防水，适应工业现场环境。
散热设计：高温部件（如HTC炉）需良好散热。
