專利名稱：總有機(jī)碳在線分析儀及分析總有機(jī)碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水質(zhì)的總有機(jī)碳(TOC)在線分析儀，本發(fā)明還涉及一種利用這種 水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀來分析水質(zhì)中總有機(jī)碳的方法。
背景技術(shù)：
總有機(jī)碳(TOC =Total Organic Carbon)是表征水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)， 它代表了水體中有機(jī)物質(zhì)的總和。TOC不僅能夠反應(yīng)水體受有機(jī)物質(zhì)污染的程度，作為一種 生源要素，還能夠反應(yīng)水體中生命活動的情況，而且，TOC對于研究碳的全球循環(huán)具有重要 的作用。目前，TOC測定已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了江河、湖泊以及海洋監(jiān)測等方面，逐步成為了水 質(zhì)監(jiān)測的常規(guī)參數(shù)。水體中TOC的測定通常由三個步驟組成1、水樣的預(yù)處理，包括采樣、過濾、酸化 和除去無機(jī)碳；2、水樣中TOC的氧化，產(chǎn)物為易于檢測的CO2，這是方法的核心；3、氧化產(chǎn)物 的檢測，TOC氧化產(chǎn)生的CO2檢測方法較多，有非色散紅外吸收法(NDIR :non-dispersive infrared)、電導(dǎo)法、氫火焰離子化法等，其中非色散紅外吸收法應(yīng)用最普遍。根據(jù)氧化原理不同，通常將TOC測定方法分為三類過硫酸鉀氧化法這是比較經(jīng)典的方法，又稱為濕化學(xué)氧化法，原理為除去水樣 中的無機(jī)碳，用過硫酸鉀做氧化劑，在密封的玻璃安瓿瓶中加熱(溫度為10CTC左右)，將 TOC氧化，分析所產(chǎn)生的CO2來計算水樣的TOC濃度。該方法設(shè)備簡單，容易實施，但操作繁 瑣，精密度不是很高，不易實現(xiàn)自動連續(xù)測定。紫外-過硫酸鉀氧化法在氧化劑過硫酸鉀存在下，用高強度紫外光照射水樣，使 其中的有機(jī)物分解生成無機(jī)碳，根據(jù)所產(chǎn)生的CO2或者CH4分析有機(jī)碳含量，該法的最大優(yōu) 點是易于自動分析。燃燒燃燒法(又稱干式)除去無機(jī)碳的水樣，注入裝有催化劑的石英燃燒管中， 在高溫下將有機(jī)物定量氧化成co2，CO2濃度與水樣中的有機(jī)碳成正比。燃燒氧化-非分散 紅外吸收法只需一次性轉(zhuǎn)化、流程簡單、重現(xiàn)性好。該法對有機(jī)物氧化完全，但缺點是測定 水樣時需要的耗材過多，價格較昂貴。目前市場上已經(jīng)有利用這些原理制作的儀器，主要存在以下問題1、國產(chǎn)儀器精 密度低，檢出限高，只能用于工業(yè)污水等淡水體系中高濃度TOC的測定，不能滿足水中低濃 度TOC的分析；2、國外進(jìn)口儀器價格昂貴，關(guān)鍵部位氧化管需要經(jīng)常更換，不但造成測定成 本過高，而且增加了儀器的維護(hù)難度，影響了數(shù)據(jù)的延續(xù)性；3、目前市售儀器均沒有很好的 實現(xiàn)TOC的自動在線監(jiān)測，尤其是不能實現(xiàn)實時測定，不能滿足全方位、立體化監(jiān)測需要。 并且電導(dǎo)法一般只適用于含鹽較低的水質(zhì)，而氫火焰離子化成本高，不適合在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
從上述問題出發(fā)，本發(fā)明的目的在于提供一種水質(zhì)的總有機(jī)碳(TOC)在線分析儀 和一種利用這種水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀來分析水質(zhì)中總有機(jī)碳的方法，其中，這種分析方法和分析儀運行穩(wěn)定可靠，操作簡單，維護(hù)成本低，靈敏度高，適應(yīng)性好。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種利用水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀分析水質(zhì) 中總有機(jī)碳的方法，所述水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀包括進(jìn)樣部、循環(huán)檢測部和中央控制 單元，其中，所述進(jìn)樣部包括進(jìn)樣管、多通閥、酸瓶、注射泵、第一流量計和第一電磁閥， 其中，所述多通閥至少包括第一出入口、第二出入口、第三出入口、第四出入口、第五出入 口、第六出入口和第七出入口 ；所述循環(huán)檢測部包括載氣輸入管、壓力調(diào)節(jié)閥、壓力表、第二電磁閥、第二流量計、 滲氧管、燃燒器進(jìn)樣單元、燃燒器、過濾干燥器和氣體分析儀，其中，所述燃燒器包括燃燒 管，在所述燃燒管內(nèi)存有鉬金催化劑；所述中央控制單元分別與所述進(jìn)樣部和所述循環(huán)檢測部通信連接，所述方法依次包括下列步驟取樣混合步驟、燃燒步驟和二氧化碳定量分析步驟，其中，在所述取樣混合步驟中，由所述進(jìn)樣部執(zhí)行取樣并提供給所述注射泵；在取樣之 后切換所述多通閥，以將所述酸瓶中的酸液提供給所述注射泵；然后依次經(jīng)由所述載氣輸 入管、所述壓力表、所述第一電磁閥和所述第一流量計向所述注射泵輸送成份為惰性氣體 的載氣，以使得所取得的水樣與所述酸液充分混合；隨后再次切換所述多通閥，以便所述注 射泵能夠?qū)⑺鏊嵋号c所取得的水樣一起送往所述循環(huán)檢測部的所述燃燒器進(jìn)樣單元；由 所述燃燒器進(jìn)樣單元再將所述酸液與所取得的水樣一起送入所述燃燒器；在所述燃燒步驟中，所述循環(huán)檢測部利用滲氧管向載氣摻入氧氣，并利用所述燃 燒器進(jìn)樣單元向所述燃燒器提供摻有氧氣的載氣，以便在所述鉬金催化劑和載氣中氧的作 用下使混合了酸液的水樣燃燒，并將燃燒后的氣體送入過濾干燥器進(jìn)行過濾和干燥；在所述二氧化碳定量分析步驟中，利用所述氣體分析儀對經(jīng)過過濾干燥的氣體中 的二氧化碳執(zhí)行定量分析，并將分析后的結(jié)果提供給所述中央控制單元，由所述中央控制 單元對該分析后的結(jié)果執(zhí)行進(jìn)一步處理，并且所述中央控制單元保存并輸出處理結(jié)果。通 過本發(fā)明的方法能夠在循環(huán)檢測部反復(fù)執(zhí)行燃燒檢測的同時，隨時利用進(jìn)樣部送入水樣， 從而能夠在線檢測水質(zhì)中的總有機(jī)碳。優(yōu)選的是，在燃燒管內(nèi)裝有鉬金催化劑，從而可以提 高有機(jī)物氧化燃燒效率并且能夠降低燃燒時加熱爐的溫度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述取樣混合步驟還包括如下步驟-切換多通閥，以使得所述多通閥的第一出入口和第二出入口彼此連通，從而經(jīng)由 所述進(jìn)樣管進(jìn)入的水樣能夠經(jīng)由所述第二出入口和所述第一出入口進(jìn)入所述注射泵；-在進(jìn)樣結(jié)束后切換所述多通閥，以使得所述第一出入口和第三出入口彼此連通， 從而能夠使所述酸瓶內(nèi)的酸液經(jīng)由所述第三出入口和所述第一出入口進(jìn)入已經(jīng)存有水樣 的所述注射泵；-在輸入酸液之后，打開所述第一電磁閥，以使得經(jīng)由所述載氣輸入管輸入的載氣 進(jìn)入所述注射泵，從而使得酸液與水樣充分混合；-在混合之后切換所述多通閥，以使得所述第一出入口與所述第七出入口彼此連 通；-所述注射泵將預(yù)定量的與酸液混合后的水樣送往所述燃燒器進(jìn)樣單元。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，其中，所述方法還包括標(biāo)定步驟，其中，所述標(biāo)定步驟包 括如下步驟切換所述多通閥，以使得所述標(biāo)準(zhǔn)瓶內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)液經(jīng)由所述第三出入口和所述第一 出入口進(jìn)入所述注射泵；執(zhí)行所述燃燒步驟和所述二氧化碳定量分析步驟；由所述中央控制單元對所述二氧化碳定量分析步驟的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理并存 儲該處理結(jié)果作為基準(zhǔn)值。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，所述方法還包括清洗及標(biāo)零步驟，其中，所述清洗及標(biāo)零 步驟包括如下步驟切換所述多通閥，以使得純水瓶內(nèi)的蒸餾水經(jīng)由所述第五出入口和所述第一出入 口進(jìn)入所述注射泵； 執(zhí)行所述燃燒步驟和所述二氧化碳定量分析步驟；反復(fù)執(zhí)行上述步驟多次，直到在執(zhí)行二氧化碳定量分析步驟之后，所述中央控制 單元確定燃燒后的氣體中的二氧化碳值低于一個預(yù)定閾值之時，結(jié)束所述清洗及標(biāo)零步
馬聚ο根據(jù)本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明還公開了一種適于執(zhí)行所述分析水質(zhì)中總有機(jī)碳 的方法的水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀，其包括進(jìn)樣部、循環(huán)檢測部和中央控制單元，其中， 所述進(jìn)樣部包括進(jìn)樣管、多通閥、酸瓶、注射泵、第一流量計和第一電磁閥，其中，所述多通 閥至少包括第一出入口、第二出入口、第三出入口、第四出入口、第五出入口、第六出入口和 第七出入口；所述循環(huán)檢測部包括載氣輸入管、壓力調(diào)節(jié)閥、壓力表、第二電磁閥、第二流量計、 滲氧管、燃燒器進(jìn)樣單元、燃燒器、過濾干燥器和氣體分析儀，其中，所述燃燒器包括燃燒 管，在所述燃燒管內(nèi)存有鉬金催化劑；所述中央控制單元分別與所述進(jìn)樣部和所述循環(huán)檢測部通信連接，并且所述中央 控制單元負(fù)責(zé)控制所述進(jìn)樣部的進(jìn)樣；控制所述多通閥的切換；控制所述注射泵的注入 和排空；控制所述燃燒器的燃燒；并且對所述氣體分析儀的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理，其中，所述進(jìn)樣部負(fù)責(zé)將水樣與由所述酸瓶提供的酸液混合，并且將與酸液混合后的水 樣提供給所述循環(huán)檢測部；
0038]所述循環(huán)檢測部反復(fù)地依次執(zhí)行燃燒、對燃燒后的氣體過濾干燥、以及測量干燥 后的氣體中的二氧化碳含量；所述中央控制單元還負(fù)責(zé)在對所述氣體分析儀的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理之后，保存 并輸出處理結(jié)果；并且所述中央控制單元能夠根據(jù)所述處理結(jié)果、結(jié)合注射泵的計量結(jié)果，計算出總有 機(jī)碳含量。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，所述進(jìn)樣部還包括標(biāo)液瓶和純水瓶，通過適當(dāng)切換所述 多通閥并利用所述純水瓶能夠清洗所述水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，并且通過適當(dāng)切換所述多 通閥并利用所述標(biāo)液瓶能夠標(biāo)定所述水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，所述注射泵與所述多通閥的所述第一出入口連接；
用于輸入水樣的進(jìn)樣管與所述多通閥的所述第二出入口連接；用于輸入酸液的酸液輸入管的一端連接在所述酸瓶上，另一端連接在所述多通閥 的所述第三出入口上；用于輸入標(biāo)準(zhǔn)液的標(biāo)準(zhǔn)液輸入管的一端連接在所述標(biāo)液瓶上，另一端連接在所述 多通閥的所述第四出入口上；用于輸入純水的純水輸入管的一端連接在所述純水瓶上，另一端連接在所述多通 閥的所述第五出入口上；用于輸出多余液體的排液管的一端連接在所述多通閥的所述第六出入口上，另一 端通向廢液槽；引液管用于將所述注射泵輸出的液體引向所述燃燒器進(jìn)樣單元，所述引液管的一 端連接在所述多通閥的所述第七出入口上，另一端與所述燃燒器進(jìn)樣單元連接；所述多通閥至少包括如下幾種連通狀態(tài)所述第一出入口與所述第二出入口連通 的第一連通狀態(tài)；所述第一出入口與所述第三出入口連通的第二連通狀態(tài)；所述第一出入 口與所述第四出入口連通的第三連通狀態(tài)；所述第一出入口與所述第五出入口連通的第四 連通狀態(tài)；所述第一出入口與所述第六出入口連通的第五連通狀態(tài)；所述第一出入口與所 述第七出入口連通的第六連通狀態(tài)；所述載氣輸入管經(jīng)由所述壓力調(diào)節(jié)閥、所述壓力表、所述第一流量計和所述第一 電磁閥與所述注射泵的載氣輸入口連接，并且所述載氣輸入管還經(jīng)由所述壓力調(diào)節(jié)閥、所 述壓力表、所述第二電磁閥、所述第二流量計和所述滲氧管連接在所述燃燒器進(jìn)樣單元 上；所述燃燒器的輸出口經(jīng)由所述過濾干燥器連接在所述氣體分析儀上。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，所述中央控制單元能夠監(jiān)控所述過濾干燥器的狀態(tài)，并 且能夠在所述過濾干燥器老化時，發(fā)出警告信息。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，在所述過濾干燥器上游依次設(shè)有洗滌瓶和鹵素洗滌瓶。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，所述氣體分析儀是以下分析儀中的一種非分散紅外氣 體分析儀、泵吸式紅外氣體分析儀和激光氣體分析儀。根據(jù)本發(fā)明的水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀和利用這種水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析 儀來分析水質(zhì)中總有機(jī)碳的方法的優(yōu)點在于工作原理簡單，穩(wěn)定可靠，試劑消耗小，沒有 二次污染，簡單易用，在水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合唯一一張附圖并根據(jù)實施例來說明本發(fā)明。圖1是說明本發(fā)明原理的示意圖。附圖標(biāo)記一覽表1、注射泵；2、多通閥；3、燃燒器；4、干燥過濾器；5、非分散紅外二氧化碳?xì)怏w分 析儀(NDIR) ；6、中央控制單元；7、第一電磁閥；8、第一流量計；9、第二流量計；10、滲氧管； 11、第二電磁閥；12、壓力表；13、壓力調(diào)節(jié)閥；14、載氣輸入管；15、二氧化碳吸收瓶；16、洗 滌瓶；17、連接管；18、排液瓶；19、排液管；20、鹵素洗滌瓶；21、鹵素洗滌管；22、燃燒器進(jìn) 樣單元；23、進(jìn)樣管；24、標(biāo)液瓶；25、酸瓶；26、標(biāo)準(zhǔn)液輸入管；27、酸液輸入管；28、純水輸
8入管；29、純水瓶；30、通信線纜；31、排液管；32、引液管；33、鉬金催化劑；34、燃燒管；35、 排液管
具體實施例方式下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。這里給出了一種優(yōu)選的利用水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀來分析水質(zhì)中總有機(jī)碳 的方法，該水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀包括進(jìn)樣部、循環(huán)檢測部和中央控制單元6，其中，所 述進(jìn)樣部包括進(jìn)樣管23、多通閥2、酸瓶25、注射泵1、第一流量計8和第一電磁閥7，其中， 多通閥2至少包括第一出入口、第二出入口 202、第三出入口 203、第四出入口 204、第五出入 口 205、第六出入口 206和第七出入口 207 ；循環(huán)檢測部包括載氣輸入管14、壓力調(diào)節(jié)閥13、 壓力表12、第二電磁閥11、第二流量計9、滲氧管10、燃燒器進(jìn)樣單元22、燃燒器3、過濾干 燥器4和氣體分析儀5，其中，燃燒器3包括燃燒管34，在燃燒管內(nèi)存有鉬金催化劑33 ；中央 控制單元6分別與進(jìn)樣部和循環(huán)檢測部通信連接，方法依次包括下列步驟取樣混合步驟、 燃燒步驟和二氧化碳定量分析步驟，其中，在取樣混合步驟中，由進(jìn)樣部執(zhí)行取樣并提供給注射泵1 ；在取樣之后切換多通 閥2，以將酸瓶25中的酸液提供給注射泵1 ；然后依次經(jīng)由載氣輸入管14、壓力表12、第一 電磁閥7和第一流量計8向注射泵1輸送成份為惰性氣體的載氣，以使得所取得的水樣與 酸液充分混合；隨后再次切換多通閥2，以便注射泵1能夠?qū)⑺嵋号c所取得的水樣一起送往 循環(huán)檢測部的燃燒器進(jìn)樣單元22 ；由燃燒器進(jìn)樣單元22再將酸液與所取得的水樣一起送 入燃燒器3 ；在燃燒步驟中，循環(huán)檢測部利用滲氧管向載氣摻入氧氣，并利用燃燒器進(jìn)樣單元 22向燃燒器3提供摻有氧氣的載氣，以便在鉬金催化劑和載氣中氧的作用下使混合了酸液 的水樣燃燒，并將燃燒后的氣體送入過濾干燥器4進(jìn)行過濾和干燥；在二氧化碳定量分析步驟中，利用氣體分析儀5對經(jīng)過過濾干燥的氣體中的二氧 化碳執(zhí)行定量分析，并將分析后的結(jié)果提供給中央控制單元6，由中央控制單元6對該分析 后的結(jié)果執(zhí)行進(jìn)一步處理，并且中央控制單元6保存并輸出處理結(jié)果。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，該取樣混合步驟還包括如下步驟-切換多通閥2，以使得多通閥2的第一出入口和第二出入口202彼此連通，從而 經(jīng)由進(jìn)樣管23進(jìn)入的水樣能夠經(jīng)由第二出入口 202和第一出入口進(jìn)入注射泵1 ；-在進(jìn)樣結(jié)束后切換多通閥，以使得第一出入口和第三出入口203彼此連通，從而 能夠使酸瓶25內(nèi)的酸液經(jīng)由第三出入口 203和第一出入口進(jìn)入已經(jīng)存有水樣的注射泵1 ；_在輸入酸液之后，打開第一電磁閥7，以使得經(jīng)由載氣輸入管14輸入的載氣進(jìn)入 注射泵1，從而使得酸液與水樣充分混合；-在混合之后切換多通閥2，以使得第一出入口與第七出入口207彼此連通；-注射泵1將預(yù)定量的與酸液混合后的水樣送往燃燒器進(jìn)樣單元22。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的方法還包括標(biāo)定步驟，其中，標(biāo)定步驟包括如下 步驟切換多通閥2，以使得標(biāo)準(zhǔn)瓶內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)液經(jīng)由第三出入口 203和第一出入口進(jìn)入注射泵1 ；執(zhí)行燃燒步驟和二氧化碳定量分析步驟；由中央控制單元6對二氧化碳定量分析步驟的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理并存儲該處 理結(jié)果作為基準(zhǔn)值。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的方法還包括清洗及標(biāo)零步驟，其中，清洗及標(biāo)零步驟包括如下步驟切換多通閥2，以使得純水瓶29內(nèi)的蒸餾水經(jīng)由第五出入口 205和第一出入口進(jìn) 入注射泵1 ；執(zhí)行燃燒步驟和二氧化碳定量分析步驟；反復(fù)執(zhí)行上述步驟多次，直到在執(zhí)行二氧化碳定量分析步驟之后，中央控制單元6 確定燃燒后的氣體中的二氧化碳值低于一個預(yù)定閾值之時，結(jié)束清洗及標(biāo)零步驟。本發(fā)明采用一種適于執(zhí)行所述分析水質(zhì)中總有機(jī)碳的方法的水質(zhì)的總有機(jī)碳在 線分析儀，該水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀包括進(jìn)樣部、循環(huán)檢測部和中央控制單元6，其中， 進(jìn)樣部包括進(jìn)樣管23、多通閥2、酸瓶25、注射泵1、第一流量計8和第一電磁閥7，其中，多 通閥2至少包括第一出入口、第二出入口 202、第三出入口 203、第四出入口 204、第五出入口 205、第六出入口 206和第七出入口 207 ；循環(huán)檢測部包括載氣輸入管14、壓力調(diào)節(jié)閥13、壓力表12、第二電磁閥11、第二流 量計9、滲氧管10、燃燒器進(jìn)樣單元22、燃燒器3、過濾干燥器4和氣體分析儀5，其中，燃燒 器3包括燃燒管34，在燃燒管內(nèi)存有鉬金催化劑33 ；中央控制單元6分別與進(jìn)樣部和循環(huán)檢測部通信連接，并且中央控制單元6負(fù)責(zé) 控制進(jìn)樣部的進(jìn)樣；控制多通閥2的切換；控制注射泵1的注入和排空；控制燃燒器3的燃 燒；并且對氣體分析儀5的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理，其中，進(jìn)樣部負(fù)責(zé)將水樣與由酸瓶25提供的酸液混合，并且將與酸液混合后的水樣提 供給循環(huán)檢測部；循環(huán)檢測部反復(fù)地依次執(zhí)行燃燒、對燃燒后的氣體過濾干燥、以及測量干燥后的 氣體中的二氧化碳含量；中央控制單元6還負(fù)責(zé)在對氣體分析儀5的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理之后，保存并輸 出處理結(jié)果；并且中央控制單元6能夠根據(jù)處理結(jié)果、結(jié)合注射泵1的計量結(jié)果，計算出總有機(jī)碳含量。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，燃燒器進(jìn)樣單元22還與排液管35相連，以便在需要時排 出多余的液體及氣體。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，中央控制單元6通過通信線纜30與氣體分析儀5彼此連 接，并且中央控制單元6通過未示出的方式(如無線通信、有線通信或者光通信)與進(jìn)樣 部和循環(huán)檢測部的各個部件彼此通信連接。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，進(jìn)樣部還包括標(biāo)液瓶24和純水瓶29，通過適當(dāng)切換多通 閥2并利用純水瓶29能夠清洗水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，并且通過適當(dāng)切換多通閥2并利用 標(biāo)液瓶24能夠標(biāo)定水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀。
根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，注射泵1與多通閥2的第一出入口連接；用于輸入水樣的進(jìn)樣管23與多通閥2的第二出入口 202連接；用于輸入酸液的酸液輸入管27的一端連接在酸瓶25上，另一端連接在多通閥2 的第三出入口 203上；用于輸入標(biāo)準(zhǔn)液的標(biāo)準(zhǔn)液輸入管26的一端連接在標(biāo)液瓶24上，另一端連接在多 通閥2的第四出入口 204上；用于輸入純水的純水輸入管28的一端連接在純水瓶29上，另一端連接在多通閥 2的第五出入口 205上；用于輸出多余液體的排液管31的一端連接在多通閥2的第六出入口 206上，另一 端通向廢液槽；引液管32用于將注射泵1輸出的液體引向燃燒器進(jìn)樣單元22，引液管32的一端 連接在多通閥2的第七出入口 207上，另一端與燃燒器進(jìn)樣單元22連接；多通閥2至少包括如下幾種連通狀態(tài)第一出入口與第二出入口 202連通的第一 連通狀態(tài)；第一出入口與第三出入口 203連通的第二連通狀態(tài)；第一出入口與第四出入口 204連通的第三連通狀態(tài)；第一出入口與第五出入口 205連通的第四連通狀態(tài)；第一出入口 與第六出入口 206連通的第五連通狀態(tài)；第一出入口與第七出入口 207連通的第六連通狀 態(tài)；載氣輸入管14經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥13、壓力表12、第一流量計8和第一電磁閥7與注 射泵1的載氣輸入口連接，并且載氣輸入管14還經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥13、壓力表12、第二電磁 閥11、第二流量計9和滲氧管10連接在燃燒器進(jìn)樣單元22上；燃燒器3的輸出口經(jīng)由過濾干燥器4連接在氣體分析儀5上。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在干燥器4和氣體分析儀5之間連接有鹵素洗滌管21。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，中央控制單元6能夠監(jiān)控過濾干燥器4的狀態(tài)，并且能夠 在過濾干燥器4老化時，發(fā)出警告信息。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在過濾干燥器4上游依次設(shè)有洗滌瓶16和鹵素洗滌瓶 20，洗滌瓶16和鹵素洗滌瓶20利用連接管17彼此連接。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在過濾干燥器4下游連接有排液瓶18，該排液瓶18與排 液管19連接。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，氣體分析儀5是以下分析儀中的一種非分散紅外氣體 分析儀、泵吸式紅外氣體分析儀和激光氣體分析儀。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施方式
做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式 替代，而且可以單獨地或組合地采用上述各個特征，并不偏離本發(fā)明的精神，也不超出所附 權(quán)利要求書限定的范圍。
權(quán)利要求
一種利用水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀來分析水質(zhì)中總有機(jī)碳的方法，所述水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀包括進(jìn)樣部、循環(huán)檢測部和中央控制單元(6)，其中所述進(jìn)樣部包括進(jìn)樣管(23)、多通閥(2)、酸瓶(25)、注射泵(1)、第一流量計(8)和第一電磁閥(7)，其中，所述多通閥(2)至少包括第一出入口、第二出入口(202)、第三出入口(203)、第四出入口(204)、第五出入口(205)、第六出入口(206)和第七出入口(207)；所述循環(huán)檢測部包括載氣輸入管(14)、壓力調(diào)節(jié)閥(13)、壓力表(12)、第二電磁閥(11)、第二流量計(9)、滲氧管(10)、燃燒器進(jìn)樣單元(22)、燃燒器(3)、過濾干燥器(4)和氣體分析儀(5)，其中，所述燃燒器(3)包括燃燒管(34)，在所述燃燒管內(nèi)存有鉑金催化劑(33)；所述中央控制單元(6)分別與所述進(jìn)樣部和所述循環(huán)檢測部通信連接；所述方法依次包括下列步驟取樣混合步驟、燃燒步驟和二氧化碳定量分析步驟，其中，在所述取樣混合步驟中，由所述進(jìn)樣部執(zhí)行取樣并提供給所述注射泵(1)；在取樣之后切換所述多通閥(2)，以將所述酸瓶(25)中的酸液提供給所述注射泵(1)；然后依次經(jīng)由所述載氣輸入管(14)、所述壓力表(12)、所述第一電磁閥(7)和所述第一流量計(8)向所述注射泵(1)輸送成份為惰性氣體的載氣，使得所取得的水樣與所述酸液充分混合；隨后再次切換所述多通閥(2)，以通過所述注射泵(1)將所述酸液與所取得的水樣一起送往所述循環(huán)檢測部的所述燃燒器進(jìn)樣單元(22)；由所述燃燒器進(jìn)樣單元(22)再將所述酸液與所取得的水樣一起送入所述燃燒器(3)；在所述燃燒步驟中，所述循環(huán)檢測部利用滲氧管(10)向載氣摻入氧氣，并利用所述燃燒器進(jìn)樣單元(22)向所述燃燒器(3)提供摻有氧氣的載氣，在所述鉑金催化劑和載氣中氧的作用下使混合了酸液的水樣燃燒，并將燃燒后的氣體送入過濾干燥器(4)進(jìn)行過濾和干燥；在所述二氧化碳定量分析步驟中，利用所述氣體分析儀(5)對經(jīng)過過濾干燥的氣體中的二氧化碳執(zhí)行定量分析，并將分析后的結(jié)果提供給所述中央控制單元(6)，由所述中央控制單元(6)對該分析后的結(jié)果執(zhí)行進(jìn)一步處理，并且所述中央控制單元(6)保存并輸出處理結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述取樣混合步驟還包括如下步驟-切換多通閥(2)，使所述多通閥(2)的第一出入口和第二出入口(202)彼此連通，從而經(jīng)由所述進(jìn)樣管(23)進(jìn)入的水樣能夠經(jīng)由所述第二出入口(202)和所述第一出入口進(jìn) 入所述注射泵(1)；-在進(jìn)樣結(jié)束后切換所述多通閥(2)，使所述第一出入口和第三出入口(203)彼此連 通，從而使所述酸瓶(25)內(nèi)的酸液經(jīng)由所述第三出入口(203)和所述第一出入口進(jìn)入已經(jīng) 存有水樣的所述注射泵(1)；-在輸入酸液之后，打開所述第一電磁閥(7)，使經(jīng)由所述載氣輸入管(14)輸入的載氣 進(jìn)入所述注射泵(1)，從而使得酸液與水樣充分混合；-在混合之后切換所述多通閥(2)，使所述第一出入口與所述第七出入口(207)彼此連 通；和-所述注射泵(1)將預(yù)定量的與酸液混合后的水樣送往所述燃燒器進(jìn)樣單元(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述方法還包括標(biāo)定步驟，其中，所述標(biāo)定步驟包括如下步驟切換所述多通閥(2)，以使得所述標(biāo)準(zhǔn)瓶內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)液經(jīng)由所述第三出入口(203)和所 述第一出入口進(jìn)入所述注射泵(1)；執(zhí)行所述燃燒步驟和所述二氧化碳定量分析步驟；由所述中央控制單元(6)對所述二氧化碳定量分析步驟的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理并存 儲該處理結(jié)果作為基準(zhǔn)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述方法還包括清洗及標(biāo)零步驟，其中， 所述清洗及標(biāo)零步驟包括如下步驟切換所述多通閥(2)，以使得純水瓶(29)內(nèi)的蒸餾水經(jīng)由所述第五出入口(205)和所 述第一出入口進(jìn)入所述注射泵(1)；執(zhí)行所述燃燒步驟和所述二氧化碳定量分析步驟；反復(fù)執(zhí)行上述步驟多次，直到在執(zhí)行二氧化碳定量分析步驟之后，所述中央控制單元 (6)確定燃燒后的氣體中的二氧化碳值低于一個預(yù)定閾值之時，結(jié)束所述清洗及標(biāo)零步驟。
5.一種用于執(zhí)行權(quán)利要求1至4之一所述方法的水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀，其包括 進(jìn)樣部、循環(huán)檢測部和中央控制單元(6)，其中，所述進(jìn)樣部包括進(jìn)樣管(23)、多通閥(2)、酸瓶(25)、注射泵(1)、第一流量計(8)和第 一電磁閥(7)，其中，所述多通閥(2)至少包括第一出入口、第二出入口(202)、第三出入口 (203)、第四出入口(204)、第五出入口(205)、第六出入口(206)和第七出入口(207)；所述循環(huán)檢測部包括載氣輸入管(14)、壓力調(diào)節(jié)閥(13)、壓力表(12)、第二電磁閥 (11)、第二流量計(9)、滲氧管(10)、燃燒器進(jìn)樣單元(22)、燃燒器(3)、過濾干燥器(4)和 氣體分析儀(5)，其中，所述燃燒器(3)包括燃燒管(34)，在所述燃燒管內(nèi)存有鉬金催化劑 (33)；所述中央控制單元(6)分別與所述進(jìn)樣部和所述循環(huán)檢測部通信連接，并且由所述中 央控制單元(6)負(fù)責(zé)控制所述進(jìn)樣部的進(jìn)樣；控制所述多通閥(2)的切換；控制所述注射 泵(1)的注入和排空；控制所述燃燒器(3)的燃燒；并且對所述氣體分析儀(5)的結(jié)果進(jìn)行 進(jìn)一步處理， 其特征在于，所述進(jìn)樣部負(fù)責(zé)將水樣與由所述酸瓶(25)提供的酸液混合，并且將與酸液混合后的 水樣提供給所述循環(huán)檢測部；所述循環(huán)檢測部反復(fù)地依次執(zhí)行燃燒、對燃燒后的氣體過濾干燥、以及測量干燥后的 氣體中的二氧化碳含量；所述中央控制單元(6)還負(fù)責(zé)在對所述氣體分析儀(5)的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步處理之后， 保存并輸出處理結(jié)果，并且根據(jù)所述處理結(jié)果和注射泵(1)的計量結(jié)果，計算出總有機(jī)碳 含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，其特征在于，所述進(jìn)樣部還包括標(biāo) 液瓶(24)和純水瓶(29)，通過切換所述多通閥(2)并利用所述純水瓶(29)來清洗所述水 質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，并且通過切換所述多通閥(2)并利用所述標(biāo)液瓶(24)來標(biāo)定所述水 質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，其特征在于，所述注射泵(1)與所述多通閥(2)的所述第一出入口連接； 用于輸入水樣的進(jìn)樣管(23)與所述多通閥(2)的所述第二出入口(202)連接； 用于輸入酸液的酸液輸入管(27)的一端連接在所述酸瓶(25)上，另一端連接在所述 多通閥⑵的所述第三出入口(203)上；用于輸入標(biāo)準(zhǔn)液的標(biāo)準(zhǔn)液輸入管(26)的一端連接在所述標(biāo)液瓶(24)上，另一端連接 在所述多通閥(2)的所述第四出入口(204)上；用于輸入純水的純水輸入管(28)的一端連接在所述純水瓶(29)上，另一端連接在所 述多通閥⑵的所述第五出入口(205)上；用于輸出多余液體的排液管(31)的一端連接在所述多通閥(2)的所述第六出入口 (206)上，另一端通向廢液槽；引液管(32)用于將所述注射泵(1)輸出的液體引向所述燃燒器進(jìn)樣單元(22)，所述引 液管(32)的一端連接在所述多通閥(2)的所述第七出入口(207)上，另一端與所述燃燒器 進(jìn)樣單元(22)連接；所述多通閥(2)至少包括如下幾種連通狀態(tài)所述第一出入口與所述第二出入口 (202)連通的第一連通狀態(tài)；所述第一出入口與所述第三出入口(203)連通的第二連通狀 態(tài)；所述第一出入口與所述第四出入口(204)連通的第三連通狀態(tài)；所述第一出入口與所 述第五出入口(205)連通的第四連通狀態(tài)；所述第一出入口與所述第六出入口(206)連通 的第五連通狀態(tài)；所述第一出入口與所述第七出入口(207)連通的第六連通狀態(tài)；所述載氣輸入管(14)經(jīng)由所述壓力調(diào)節(jié)閥(13)、所述壓力表(12)、所述第一流量計 (8)和所述第一電磁閥(7)與所述注射泵(1)的載氣輸入口連接，并且所述載氣輸入管 (14)還經(jīng)由所述壓力調(diào)節(jié)閥(13)、所述壓力表(12)、所述第二電磁閥(11)、所述第二流量 計(9)和所述滲氧管(10)連接在所述燃燒器進(jìn)樣單元(22)上；所述燃燒器(3)的輸出口經(jīng)由所述過濾干燥器(4)連接在所述氣體分析儀(5)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，其特征在于，通過所述中央控制 單元(6)來監(jiān)控所述過濾干燥器(4)的狀態(tài)，并且在所述過濾干燥器(4)老化時，由所述中 央控制單元(6)發(fā)出警告信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，其特征在于，在所述過濾干燥器(4)上游依次設(shè)有洗滌瓶(16)和鹵素洗滌瓶(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的水質(zhì)的總有機(jī)碳分析儀，其特征在于，所述氣體分析儀(5)是以下分析儀中的一種非分散紅外氣體分析儀、泵吸式紅外氣體分析儀和激光氣體 分析儀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀，它主要包括注射泵、多通閥、滲氧管、燃燒爐、鉑金催化劑、冷凝器和二氧化碳?xì)怏w檢測器(NDIR)。本發(fā)明還涉及一種利用這種水質(zhì)的總有機(jī)碳在線分析儀來分析水質(zhì)中總有機(jī)碳的方法。根據(jù)本發(fā)明的總有機(jī)碳在線分析儀和方法可以檢測0～2000ppm的水樣，并且工作原理簡單，穩(wěn)定可靠，試劑消耗小，沒有二次污染，簡單易用，在水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G01N21/35GK101907558SQ20101013695
公開日2010年12月8日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者徐喬根, 陳志高 申請人:浙江環(huán)茂自控科技有限公司