TOC-4100在线TOC分析仪

出自: 来源: 发布日期:2015年11月13日

 

  TOC(总有机碳)作为评价水中有机物含量的指标,目前在欧美国家和日本被广泛应用于废水处理前后的水质管理、自来水、冷却水中的有机物杂质的监测。

  TOC-4100的监测方法是通过燃烧催化氧化-非分散红外气体吸收测定水中的有机碳含量,根据该种水质的TOC/COD相关关系y(CODcr值)=a+bx(TOC值),仪器将测得的TOC值自动转化为COD值,实现各种水中所含有机物的总量管理或监测。

适用领域:

  地表水、排污水、自来水、冷却水、纯净水中有机物的测定。

 

工作环境要求:

  1.电 源:AC 220V±10% 50/60Hz

  2.功 率:电炉升温时为1500W

  3.环境温度:0~40℃

  4.相对湿度:10—95%

  5.设置场所:室内

TOC-4100独特的功能:

  1.流 路 数:标准配置为单流路,最多可增加至6流路;

  2.COD输出:TOC/COD相关性系数通过面板设定后,可将测得的TOC值转化为COD值显示并输出;

  3.节气功能:仪器所用载气一般为高纯氮气,在TOC-4100控制功能中具有节气功能,使得只有在仪器测量过程中,仪器才消耗载气,测量结束即关闭载气,节省了载气的用量,大大减少日常运转费用;

  4.离线测定:利用文件化的校正曲线(最大9条),最多对同一样品可进行6次重复测定,并带有计算平均值、标准偏差,可对异常值自动删除并自动追加测定,实现实验室TOC的功能;

  5.自动停、开机:利用画面的日历可在指定日期及指定时间自动停机或自动再开机;

  6.控制采水泵功能:可以根据用户的设定,在每次测量开始前自动启动采水泵,并可设定水泵运转时间。如果在试样进水口增加相应附件,还可判断水泵故障,同时还可将该故障信息报警输出;

  7.试样自动稀释功能:利用高分辨率步进马达驱动,可以获得高精度的稀释倍率和高精度的重现性。可满足高浓度样品的测试要求,即使样品中含有高浓度的盐份、碱也可以通过稀释,减小其影响;

  8.检测器灵敏度自动切换功能:当试样水的浓度急剧增加时,使用事先设定的检测器灵敏度,有可能会出现检测器信号饱和,测量值超过事先设定的量程的现象;检测器灵敏度自动切换功能在这种情况下则可分阶段地降低检测器灵敏度,成倍扩大量程,完成测量;

  9.稀释率自动变更功能:即使使用了上述检测器灵敏度自动切换功能,当测量高浓度试样水时仍有可能出现检测器信号饱和现象,这时TOC-4100可以自动将试样水进行稀释(最多可稀释20倍),然后再测定,这样可使测量量程达到20,000ppm。

测量原理:

  TOC-4100采用了680oC催化燃烧氧化法,试样在注入器中经过加酸通气处理,除去无机碳 IC后,注入填充有氧化催化剂的燃烧管中并加热至680oC,试样中的有机碳TOC被燃烧氧化生成CO2气体。燃烧生成物经载气输送导入非分散红外气体检测器NDIR中, CO2被检测。NDIR检出CO2含量的峰面积,经过数据处理进行换算,由于峰面积和试样中的TOC浓度成正比,根据事先用一定浓度的标准液测定时得到的 TOC浓度和峰面积的关系,这样试样中的TOC浓度就能被检测出。

TOC-4100特点

1、测定方式

  燃烧触媒法氧化能力强,几乎可以氧化所有的有机物且性能稳定,而且测量精度可达ppb级。680oC燃烧法几乎是在所有盐份的融点以下,这样可以延长触媒和燃烧管的寿命,这一点尤其是在测定对象是含盐份的水样时很重要。

2、试样注入装置:

  TOC-4100的试样注入装置是由高精度步进马达驱动的8通陶瓷旋转阀和带吹扫气入口的注射器组合而成。8通阀的共用孔上连接了注射器,其它8个孔连接各种流路分别实现了以下功能:

 ● 取 样:试样注入装置内并不需要安装取样泵和电磁阀,依靠注射器的活塞上下移动就可以进行取样

 ● 试样稀释:利用高分辨率步进马达驱动,可以获得高精度的稀释倍率和高精度的重现性。可满足高浓度样品的测试要求,即使样品中含有高浓度的盐份、碱也可以通过稀释,减小其影响

 ● 定量加酸:不需另外增加酸供给泵和电磁阀,根据试样的性质任意设定酸加入量,可以对每一流路的添加量进行独立设定

 ● 通气处理:可以有效的进行试样通气处理,时间短、效率高,而且在增加了必要的附件后,可以进行IC提取和POC提取

 ● 定量进样:与滑阀式试样注入相比,注射器可以保持以稳定的压力送液,能够始终保持良好的高精度注入状态

 ● 离线测定:不用变更外部配管,就可以测定人工采取的试样

 ● 自动校标:利用样品的稀释功能,只要一种浓度的标液就可做出多个不同满量程的标准曲线。另外,稀释用纯水作为零点标液,可以制作零点和满量程的两点 法标准曲线。

8通阀进样器

  除了上述特点以外,由于省去了安装在各配管上的电磁阀和采样泵,因此减少了故障的发生率,简化了仪器的维护量。而且,每次测量开始和结束都用纯净水自动清洗内部各管路,还可以根据事先设定好的时间定时清洗内部回路,大大减少了故障发生率及仪器维护时间。

3、试样预处理装置及流路切换装置

  污水含有各种各样的悬浮物和藻类物质,因此对这样的污水怎样使仪器的重现性良好且不发生流路堵塞等故障,是在线测定中很重要的问题。TOC-4100安装有悬浮试样流路切换器,有效地解决了这个问题。悬浮试样流路切换器如下图:

悬浮试样流路切换器

  悬浮试样流路切换装置动作概述如下:

 ● 取样部所供给的试样水为连续水流,除了取样时外,全部直接排到装置外。

 ● 取样时,取样管前端弹出斜插入试样水流中取样。

 ● 试样水通过滤网去除大的杂质和悬浊物质后进入高速旋转式均化器,用螺旋桨使悬浊物质破碎、均化,能够透过滤网的细小悬浊物需作为TOC成份进行测定。

 ● 将一定量的试样采入试样注入装置后,均化器中残留的试样从排液口排出,然后滤网高速旋转,利用离心力除去附着在滤网上的异物及大颗粒悬浊物质。同时,从均化器底部流入一定压力的自来水,在均化器螺旋桨的强力搅拌下实现滤网和试样容器的反向清洗。

 ● 在采样管的前端,从自来水喷嘴喷射出强有力的清洗自来水,对整根采样管进行清洗。

  如上所述,每次采样开始和结束都会自动清洗所有的试样接触部,因此不会引起流路堵塞、滤网孔堵塞以及不同试样间的交叉污染。

  当仪器扩展到多流路时,可以通过流路切换装置进行不同流路的切换,实现不同流路试样水的依次测量。

4、测定控制、自动再测定功能、控制水泵及节气功能

  TOC-4100还具有如下管理功能,使操作更加简便:

 ● 测定条件组的选择功能

  可在控制页面内设定多种(最多3种)测定条件,可根据试样水的情况选择不同的测定条件。

 ● 停机控制功能

  可详细地以日期、星期、小时为单位设定停机时间。

 ● 初次校正功能

  测定程序开始时,可对已选择的标准曲线做一次自动校正,即自动校标。

 ● 自动校标功能

  可以以小时为单位设定标准曲线的自动校标开始时间、每次校标的时间间隔。

 ● 检测器灵敏度自动切换功能

  当试样水的浓度急剧增加时,使用事先设定的检测器灵敏度,有可能会出现检测器信号饱和,测量值超过事先设定的量程的现象;检测器灵敏度自动切换功能在这种情况下则可分阶段地降低检测器灵敏度,成倍扩大量程,完成测量。

 ● 稀释率自动变更功能

  即使使用了上述检测器灵敏度自动切换功能,当测量高浓度试样水时仍有可能出现检测器信号饱和现象,这时TOC-4100可以自动将试样水进行稀释(最多可稀释20倍),然后再测定,这样可使测量量程达到20,000ppm。

 ● 控制水泵功能

  TOC-4100可以根据用户的设定,在每次测量开始前自动启动采水泵,并可设定水泵运转时间。如果在试样进水口增加相应附件,还可判断水泵故障,同时还可将该故障信息报警输出。

 ● 载气节省功能

  仪器所用载气一般为高纯氮气,在TOC-4100控制功能中具有节气功能,使得只有在仪器测量过程中,仪器才消耗载气,测量结束即关闭载气,节省了载气的用量,大大减少日常运转费用。

 ● 载气精制功能

  通过安装载气精制装置,TOC-4100还可以使用诸如空压机空气等纯度较差的气源作载气,大幅降低了运行成本。

5、全中文菜单显示:

  TOC-4100使用背照式LCD,简体中文20字(半角40字)×14行显示,同时显示TOC/COD值。

TOC-4100中文页面

6、模拟量、数字量、触点信号同时双向传输

  TOC-4100模拟量有0~1 VDC,0~16 mA DC,4~20mA DC信号输出,由用户任意选择。

  数字量通过串口RS-232C、RS-422、RS-485双向传输,实现远程网络控制。关于串口通信的内容已在前面的TOC-4100性能指标中详细叙述。

  另外,也可以通过触点信号实现TOC-4100的远程控制及仪器信息双向传输。例如可以通过和PLC的连接实现该全部功能。

7、TOC-4100的安全性

 ● TOC-4100拥有欧洲统一安全标志“CE”标志。

 ● 装置内680℃小型电炉由高绝热性陶瓷纤维保温,因此向外散热的损失极小(升温后消耗电力约为200w)

 ● 独立于温度控制系统的过热保护电路,当温度升到780℃时会自动切断加热电源(双重安全保护措施),同时向外部发出声音报警。

 ● 万一热电偶发生故障,设计上也有使温度持续降低的功能,同时向外部发出声音报警。

8、维护方便,易于保养,试剂消耗量小,节省资金

  TOC-4100测量过程中需要消耗的试剂有纯净水(蒸馏水)、稀盐酸、高纯氮气。每次测量需消耗纯净水5ml,消耗稀盐酸3ml,消耗高纯氮气大约2000ml(标况下,流量100ml/min,通气时间20min.)

  TOC-4100标准配置中装纯净水的容器为10L,装稀盐酸的容器为2L 。

主要技术指标:

 测定原理:  催化氧化燃烧+非分散红外气体吸收
 燃烧温度:  680℃
 无机碳(IC)去除:  通气酸化处理
 样品稀释:  自动稀释 2~20倍可变
 自动校准:  利用零标液和跨度标液自动校准.
 测定范围:  0~5ppm至0~20,000ppm可变
 重现性:  ±2%F.S以内
 测定周期:  最小周期4分钟
 流路数:  标准配置为单流路,最多为6流路。
 模拟输出:  0~1 VCD,0~16 mA DC,4~20mA DC任选
 串口输出:  RS-232C,MODBUS,任选
 触点信号输出:  6个流路TOC/COD值的上、下限报警,仪器异常报警, 以及多种仪器状态信号
 触点输入信号:  测定开始(6 个流路),测定终了,校准开始,催化剂再生处理,报警消除等
 载气:  250~300kPa 纯氮气或空气(需配空压机)
 载气节约功能:  不测定样品时自动停止载气供给
 离线测定功能:  利用文件化的校正曲线(最大9条),最多对同一样品可进行6次重复测定,并带有计算平均值、标准偏差,可对异常值自动删除并自动追加测定,实现实验室TOC的功能。
 自动停机开机功能:  利用画面的日历可在指定日期及指定时间自动停机或自动再开机
 对采水泵的控制功能:   可自动控制采水泵启动、停止
 样品前处理功能:  高速回旋式匀化器,利用自来水自动逆流清洗滤网
 自动清洗功能:  可根据用户设定的时间间隔,定时用蒸馏水对仪器内部管路进行清洗

 

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