脉冲式流动总有机碳分析器的制作方法

专利名称：：脉冲式流动总有机碳分析器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于测定含水的工业生产液流中有机碳化合物总浓度的改进的方法和设备。本发明尤其适用于去离子水或溶解有二氧化碳的去离子水中碳的测量，这种测量通常应用在研究与开发实验室中，以及电子器件、精细化学制品和药物的制造与处理中。具体地说，在优选实施例中本发明的方法包括氧化水样品液流中的有机化合物，以及在此之后测定这种液流的电导率和/或电阻(最好也测定这种液流的温度)。优选的实施例除了开关阀(例如，电磁阀)之外不需要泵或流动控制组件，这样可以使其费用便宜并且可靠性高。而且，包含电导电极和温度传感器的单元能够与传感器其它组件相拆离，当必要时用以维修或调校。
背景技术：
：总有机碳(TOC)测量是一种测定水中有机污染物浓度的非常确定的方法[例如，VanHall，C.E.；Safranko，J.和Stenger，V.A.在1963年的Anal.Chem.第35(3)卷第315-319页上发表的“RapidCombustionMethodfortheDeterminationofOrganicSubstancesinAqueousSolutions”；还有，Poirier，S.J.和Wood，J.H.在1978年12月的Am.Laboratory第1-7页上发表的“ANewApproachtotheMeasurementofOrganicCarbon”]。在所有的TOC测量技术中，都将有机污染物中的碳氧化为二氧化碳，然后通过各种手段测量二氧化碳。水中可能已经包含了二氧化碳以及其它无机碳源，因此在进行TOC测量之前有必要清除样品中的无机碳(IC)，或者测量出该IC。在那些测量IC的技术中，有机物氧化处理之后的二氧化碳浓度来源于有机碳源和无机碳源的二氧化碳总和—总碳(TC)。通过TC和IC之间的差值可计算得出TOC浓度。(在这里使用的“二氧化碳”意思包含了游离的二氧化碳、碳酸以及碳酸氢盐)现有技术已经披露了各种用于测量水中TOC含量的方法。所谓“差示电导(differentialconductivity)”技术包括在有机化合物氧化处理前后对水样进行电导率与温度的测量。氧化是通过紫外光(紫外)照射样品水而启动的。差示电导技术是利用连续流动样的品流[例如，Bender，D.和Bevilacqua，A.C.1999年10月在UltrapureWater第58-67页发表的“PortableContinuousTOCMonitoringinaSemiconductorWaterSystem”；还可参见美国专利US4,749,657]或者停顿流动方式运作的样品流来进行的[例如，Gallegos，p.；Stillian，J.；和Rasmussen，J.在1999年10月5-6日于Portland，OR召开的ProceedingsofWatertech’99ExecutiveForum的会议论文集的第P1-P21发表的“ConductometricallyBasedTOCDetectionInstrumentation’sAccuracyinSemiconductorHigh-PurityWater”；还可参见美国专利US4868127、US5275957和US5677190]。连续流动方法存在的问题连续流动方法通常用于需要对快速变化的TOC浓度进行快速测定的场合。通常使用至少两个电导单元(conductivitycell)。水连续流经第一电导单元，然后是紫外反应器，最后是第二电导单元。两个电导单元之间的温度补偿过的电导率测量值的差值用来计算分析器的响应值。获取这种快速响应值的水的流速必然很快。从经济角度考虑为了具有竞争力，在那些流速下紫外反应器应制作得很小，紫外照射可自始至终地将有机物氧化为二氧化碳。否则会形成有机酸，在相同浓度下这些酸对水电导率的增大作用大于二氧化碳的增大作用。这使TOC测量值产生较大的正误差。为了克服这个问题，必须用那些含有类似于未知水样中的那些有机化合物的溶液来校准这些分析器。因为所有处理用水的成分实际上是随时间变化的，所以这些分析器不能精确报告出TOC值。连续流动方法的第二个问题是，它们需要流速保持恒定，即使在水压改变的时候也是如此。否则，测量值很不精确而不能使用。这需要将比较昂贵且复杂的流量与压力控制装置附加到这些分析器上。分析器还需要操作者监测样品的流速，并且定期对流量进行人工调整。停顿-流动方法存在的问题在停顿-流动方法中，测量不受水压变化的影响，所以不需要流量与压力控制装置。这是因为电导电极设置在紫外反应器中，从而当水停顿在紫外反应器中时可进行电导率测量。因此只需要一个用以阻停样品流动的电磁阀或类似装置。测量水的电导率和温度，然后阻停流动，点亮紫外灯从而氧化有机物。当氧化被认为完成时，再次测量该溶液的电导率和温度。由氧化前、后经温度补偿的电导率测量值的差值计算出TOC浓度。然后打开电磁阀以便用新鲜水样冲洗紫外反应器，为下一次测量做准备。停顿-流动方法存在的问题源于电极位于紫外反应器中。紫外灯在氧化期间照射电极，电极通常涂覆有光催化材料，如二氧化钛。照射时，这种材料对有机物的氧化起催化作用。问题在于某些有机物转变为有机酸而后来进一步氧化为二氧化碳。初始时这种有机酸使水具有比稍后该酸转变为二氧化碳时更大的电导率。这意味着电导率峰值水平很高，而后随着酸转变为二氧化碳而减低。当所有的酸转变为二氧化碳后电导率渐近地达到一个稳态值。如果电导率测量太快，将导致TOC测量值产生正误差。为了避免这种失误，一些停顿-流动的TOC分析器采取反复的电导率与温度的测量。这其中必须使用复杂算法来监测经过温度补偿的电导率以便检测电导率峰值。当检测到一个峰值时，分析器必须跟踪随后的电导率减低以估算其稳态值。这需要增加测量时间，从而无法预测每一次测量将要花费的时间。另外，该算法增加了分析器的复杂性以及其电子设备的费用。第二个问题在于，由于电导电极位于紫外反应器内部，因此除非将紫外反应器构造为多个部件(包括环绕电导电极的密封件)，否则不能方便地移拆电导电极以进行维修或调校。这种复杂构造使得紫外反应器更大，增加了花费，并且降低了可靠性。第三个问题在于，停顿-流动的TOC分析器会在IC浓度计算的电导率测量中产生的误差。众所周知在没有使用紫外光照射的情形下，电极与含有溶解氧的水接触会形成过氧化氢[例如，Clechet，P.；Martelet，C.；Martin，J.R.和OlierR.在1979年ElectrochimicaActa第24卷第457-461页的“PhotoelectrochemicalBehaviourofTiO2andFormationofHydrogenPeroxide”]。过氯化氢通过金属(即，电导电极)催化还原为氧。这种催化还原过程形成了高活性的羟基[例如，Cotton，F.A.和Wilkinson，G.在1966年由NewYork，NY的IntersciencePublishers出版的AdvancedInorganicChemistry第二版第374页]。羟基在紫外反应器中在紫外灯点亮之前与有机物反应，在溶液中形成能产生高导电性离子的酸以及其它种类物质。因此，IC电导率测量会具有显著的正误差，这将导致TOC浓度计算值偏低。存在的第四个问题。即使在上述电极的表面没有反应，电导电极以及其它紫外反应器材料也会溶滤出离子进入水中。这些离子会增大水的电导率，从而使得IC与TC两者的测量都将出现误差。第五个问题在于，在有紫外光照射和溶解氧存在于水样品的情形下，由于生成过氧化氢而致使TOC测量具有正误差。过氧化氢自身离解导致水的电导率增大[Gallegos，P.；Stillian，J.；和Blades，R.1999年3月1-4日于SantaClara，CA举行的18thAnnualSemiconductorPureWaterandChemicalsConference会议上发表的“LightDependentCompensationofTOCMeasurementanditsRelationshipwithDissolvedOxygenConcentrationsinUltrapureRinseWaterforSemiconductorManufacturing”]。现有技术测量水中TOC含量的其它方法包括Regan的美国专利US3958941；Takahashi的美国专利US4749657；Chubachi的美国专利US5518608；Blades的美国专利US4868127和US5275957；Melanson的美国专利US5677790；以及Egozy的美国专利US5272091。在Regan的美国专利US3958941中，将含水样品引入循环水流中，循环水流流经反应室，在反应室中样品与空气混合并且曝露在紫外(UV)辐射中以便促使样品中的有机化合物氧化生成二氧化碳。然后通过空气清洗系统将反应室中生成的游离的二氧化碳从溶液中脱除，并且将其引导进入第二室，所述第二室包含已经提纯去除离子化合物的水。测量第二室中水的电导率，任何电导率的增大都与在第一反应室中氧化之后二氧化碳的总浓度相关。因此，电导率的测量可以用于确定初始样品中总碳浓度。如果无机碳浓度是已知的，或者无机碳化合物在测量之前已经去除了，就可以确定有机碳的浓度。在Takahashi的美国专利US4749657中，样品流连续流经有氧存在的紫外光反应区域，并且部分地氧化(而非充分地)为二氧化碳。在电导单元中测量部分氧化的有机物的电导率。还可使用入口电导单元来测定溶液的初始电导率。在Chubachi的美国专利US5518608中，披露了一种生成并利用超纯水的设备，其由第一TOC监测器、包含离子交换树脂的水净化器、以及第二TOC监测器组成。连续检测净化器输出水中的TOC浓度就能尽早检知离子交换树脂的失效时间。“TOC监测器”等同于该专利中其它地方出现的电阻率传感器。在Blades的美国专利US4868127和US5275957中，将水样品引入样品单元中，单元主体由特氟隆(Teflon)或陶瓷制成。该单元包含以O形圈密封的石英窗。在石英窗的另一侧是包含紫外灯的壳体。两个同心的圆盘状电极设置在单元内，并且由钛、钯、铱、铑、铂制成。温度传感器与电极之一相接触。在对水样中的有机化合物氧化之前、期间与之后测量经过温度补偿的电导率。在氧化完成时，在下一次测量之前用样品水清洗该单元。在Melanson的美国专利US5677790中，披露了测量单元以及电路系统。该单元由石英或玻璃管构成，并且有一对线电极纵向设置在该单元内部。电极由钛制成并且具有起催化作用的二氧化钛表面。温度传感器设置在测量单元外部，但与测量单元壁接触。设置紫外灯用于照射测量单元以及其中的电极。用来检测测量单元中溶液的经温度补偿的电导率的电路在电导电极、校准电阻以及温度传感器之间多路传输驱动信号。在Egozy的美国专利US5272091中，水流经电阻率单元和三通阀。在一个位置上，三通阀将水导入氧化区域(紫外反应器)与第二电阻率单元。在另一个位置上，三通阀使水流从氧化区域外旁路绕过。这使得一部分水能够在氧化区域中保留停滞所需的时间。当三通阀下一次将水导入氧化区域时，在氧化期间存留在这里的水就流过第二电阻率单元。这样就能够对氧化时段长度不同的已氧化水的电阻率进行测量。可以估算出在无限长氧化期间之后测量到的电阻率。然后将那种估值算用于计算水中TOC的浓度。前述方法的缺点Regan的装置较慢，不能用于连续监测含水液流中的TOC浓度，不能减低标度而同时不使NO2、SO2和H2S的干扰增加到不能接受的程度，因此该方法通常是不能令人满意的。在需要利用空气清洗手段从含水溶液中去除二氧化碳的系统中，溶液的pH值必须减小到4.0或更小以确保所有的碳都是以游离的二氧化碳形式存在。Regan的专利没有披露必须在样品液流中加酸以达到该要求。在Takahashi的方法中，紫外光在有氧存在的情形下，仅仅是部分氧化有机化合物。二氧化碳不是作为氧化的最终产物而产生的。氧化的产物是不确定的，并且随着时间推移随流入水中有机化合物变化时变化。即使流入水中组份没有改变，氧化产物也会随着水的流速、温度、以及其它工作参数的改变而变化。这是因为这些参数可改变水中初始化合物的氧化程度。因为氧化过程中产生的化合物的电导率各不相同，所以这会造成TOC测量不精确。为了控制工作参数，必须附加昂贵的流量与压力控制组件。操作者还必须定期调整这些装置，这将使Takahashi方法的运作成本增大。Chubachi的装置具有与Takahashi发明同样的缺点。Blades的装置和Melanson的装置具有若干缺点。在这些装置中，电导电极设置在紫外反应器中并且覆有光催化剂。由于电极表面上有光催化反应，所以电导率测量会受初始有机酸产物的干扰混淆。一些有机物在彻底氧化成二氧化碳之前产生这些酸。这些酸将使电导率读数虚高，从而使人错认为TOC浓度很大。如果想避免这种误差，就必须利用复杂的算法来检测电导率峰值。这种算法必须延长氧化时段以便当酸彻底氧化为二氧化碳时估算出稳态的电导率。这种算法增大了该分析器的复杂性，增大了电子电路系统的成本，并且使每次测量的持续时间变得无法预见。在紫外反应器中设置并操作电导电极也会产生过氧化氢，过氧化氢可氧化有机物，甚至在紫外灯点亮之前也是如此。在进行初始电导率测量以确定IC浓度时，这种氧化过程中产生的酸会增大水的电导率。这导致IC测量值产生正误差而TOC测量值产生负误差。由于具有电极以及石英之外的其它材料，因此在紫外反应器中还会因离子溶滤入水中而产生误差。这些离子增大了水的电导率，致使IC与TC两者的测量都产生误差。在Egozy的方法中，在很长时间的氧化之后，由若干不同氧化时段测量值或估算得出电阻率。然后不定的长氧化时段的预计的电阻率(projectedresistivity)用来计算溶液的TOC。这种方法的一个缺点在于，TOC计算只有在进行了若干测量之后才能实现，这使得该方法非常慢。另一个缺点在于，如果在测量期间水样品的组份改变了，则不能对很长的氧化时段的电阻率做出准确估算。因此，这种方法不能用于处理其组份变化即使是非常缓慢的液流。发明简介本发明的优点本发明不存在已知的连续-流动与停顿-流动TOC分析器的上述问题，并且融合了所有它们的优点。与连续-流动方法不同，可将一种小的、便宜的紫外反应器用于来有机物完全氧化为二氧化碳，这是因为水样品曝露在紫外光下的时间可以通过电磁阀来控制。不需要昂贵的控制流量与压力的组件，并且不需要操作者介入维持固定流速。本发明还具有比停顿流动方法更好的精确度，因为电导电极是设置在紫外反应器外部的，在那里紫外光不会照射到它们。这避免了不希望的光化学反应发生的可能性。紫外反应器完全由石英构成以避免溶滤出额外的离子进入氧化有机物的样品部分中。而且，在优选实施例中，在开始电导率测量之前样品水液是脉冲式流动的。这就确保从电导电极溶滤出的任意离子都能在测量之前从电极上冲走。这种优选实施例的优点还在于，可以利用非常便宜的制造技术实现其设计方案，从而减少了材料花费和装配劳动量，并且增大了该设备的可靠性。这种优选实施例具有维护性良好的优点，这是因为电导单元能够从紫外反应器拆卸下来，必要时可以方便地拆卸或更换部件。在其概括实施例中，本发明设备包括有机碳辐射室，其具有流体进口管道和流体出口管道，其中所述室至少具有部分基本上是可透射的从而能够生成所述有机碳的辐射初始产物，与测量装置是流体连通的所述流体出口管道，具有能够有效测量一个或多个所述产物的测量装置，用于提供所述水的液流的装置，和有效地逐一地提供下列步骤的装置(a)使所述液流顺序地流经所述入口管道、所述室、所述出口管道与所述测量装置，由此将所述水至少部分地填充于所述室；(b)使所述液流停止流动，藉此所述室至少部分地填充有所述水；(c)利用所述辐射在第一可预设时间内和温度下辐射所述室内的所述水，从而在所述水内有效生成所述有机碳的产物，由此生成辐照过的水；(d)使至少部分所述辐照过的水流入所述测量装置；(e)使所述辐照过的水停止流入所述测量装置，藉此所述测量装置保留部分所述辐照过的水(f)在所述测量装置中实现对一个或多个所述产物的测量，由此产生所述产物的第一测量结果；所述设备还包括一个或多个附加装置，所述附加装置选自下述装置A.估算装置，其用于从所述第一测量结果至少部分地估算出所述有机碳含量，由此产生所述有机碳含量的估算值。B.显示和/或记录装置，其用于显示所述有机碳含量的估算值。C.第一测量比较装置，其用于比较所述第一测量结果和所述第一测量结果的可预定值。D.逻辑装置，其用于从所述第一测量结果至少部分地估算所述有机碳含量，由此产生所述有机碳含量的估算值，并且用于比较所述估算值和所述估算的可预定值。E.辐射装置，其用于利用射线辐照所述室内的所述水，从而使所述有机碳有效地反应生以成二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐，并且将所述第一预设时间和温度预设在一个数值上，该数值足以使所述有机碳基本上完全反应生为所述水中所述有机碳之产物的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐。F.屏蔽装置，其基本上能够有效地屏蔽所述测量装置免于所述辐射，G.位于所述测量装置中的温度和电导率和/或电阻检测装置，H.位于所述测量装置中的温度和电导率和/或电阻率检测装置，所述检测装置包括可浸入于所述测量装置的流体内的不锈钢电极，I.辐射装置，其用于辐照所述室内的所述水，辐射波长小于等于254纳米，J.辐射装置，其用于辐射所述室内的所述水，辐射波长范围为从约160纳米到约200纳米，和，K.步进装置，其用于逐一地提供一些步骤，包括使所述液流逐一地流经所述入口管道、所述室、所述出口管道与所述测量装置的步骤，由此所述室至少部分地填充有所述水；使所述液流停止流动的步骤，藉此所述室至少部分地填充有所述水；在不用所述辐射辐照所述水的情况下，在第二可预设时间内和温度下使所述上一步骤的水保留于所述室内的步骤；使所述上一步骤保留在所述室内的水至少部分流入所述测量装置以及使所述水停止流动的步骤，藉此所述测量装置保留部分所述水；对所述上一步骤保留在所述测量装置内的水中的所述一个或多个所述产物实现测量的步骤。在其概括实施例中，本发明方法包括利用有机碳辐射室估算水液流中有机碳的含量，有机碳辐射室具有流体进口管道和流体出口管道，其中位于所述进口与出口管道之间的所述室至少有一部分是可透过辐射的，从而能够生成所述有机碳的辐射初始产物，所述流体出口管道与测量系统流体连通以便测量一个或多个所述辐射初始产物或所述有机碳。该方法顺序地(seriatim)包括下述步骤(a)使所述液流逐次流经所述流体入口管道、所述辐射室、所述流体出口管道与所述测量系统，由此冲洗所述管道、所述室与所述测量系统，并且将所述水至少部分地填充于所述室；(b)使所述液流停止流动，藉此所述室至少部分地填充有所述水；(c)所述射线至少穿透所述室内基本上可透射的所述部分，并在第一预设时间内和温度下辐照所述室内的所述水，以便生成在所述室的所述水内有机碳的辐射初始产物，由此生成辐照过的水；(d)使至少部分所述辐照过的水流入所述测量装置；(e)使所述辐照过的水停止流入所述测量装置，藉此所述测量装置保留有部分所述辐照过的水；(f)测量所述部分的所述辐照过的水中的所述有机碳的所述一种或多种辐射初始产物，由此产生所述辐射初始产物的第一测量结果；(g)至少部分地由所述第一测量结果来估算所述有机碳含量，由此产生所述有机碳含量的估算值；和，(h)借助于电信号传送和/或显示和/或记录所述估算值。本发明方法还可包括以下附加步骤(i)在不辐射所述水的情况下，使由步骤(b)得来的所述水在第二可预设时间内和温度下保留于所述室内，由此从而生成非辐射水；(j)使至少部分来自步骤(i)的所述未经辐射过的水流动进入所述测量系统；(k)使所述未经辐射过的水停止流入所述测量系统，藉此部分所述辐射过的水保留在所述测量系统中；(l)测量所述部分的所述未经辐射的水中的所述有机碳的一个或多个所述辐射初始产物，由此产生所述辐射初始产物的第二测量结果；(m)至少部分地由所述第一测量结果和所述第二测量结果来估算所述有机碳含量，由此产生所述有机碳含量的部分估算值；和，(n)借助于电信号传送和/或显示和/或记录所述另一个估算值。附图简要说明图1是本发明的优选工艺流程配置，示出了主要的机械组件与电子组件。图2是一个用于测量电导率与温度的优选系统。图3也是本发明的一个优选实施例，其中包含有图2所示组件。图4示出依照本发明的分析过程。图5是利用本发明设备与方法进行的超纯水样品实际测量的坐标图。优选实施例的详细说明本发明的一种优选配置包括图1中所示的机械组件，和为(1)测量电导率与温度、(2)操作紫外灯与开/关阀(例如，电磁阀)、及(3)计算TOC浓度所必需的电子组件。图1所示硬件包括与水源(未示出)相连接的入口1、过滤器2(非强制包括)、紫外反应器3、一个用于测量电导率和/或电阻率的单元4(优选具有温度传感器5)、开/关阀(例如，电磁阀)6、以及出口7，已经分析过的水通过出口7排放。图2显示了紫外灯8、紫外反应器3、以及用于测量电导率与温度的单元4。水进入单元内并且优选流经可替换的过滤器2。该水继续流入紫外反应器3，其可以用两片扁平的石英或玻璃制成。这种反应器至少有一部分表面对射线基本上是可透过的，该射行能够有效地氧化有机碳，优选为能够有效氧化为游离态的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐，它们在本说明书中通常共同称作“二氧化碳”。在优选实施例中，水容器用一片比较厚的石英或玻璃制成。水容器覆盖有较薄的能够透射紫外光的石英或玻璃。将这两种片材粘接在一起，因此水不能从水容器中洒脱出来，而只能沿着紫外反应器中入口孔和出口孔进出。紫外光源8通过壳体9的开口辐射紫外反应器3中的水。这个开口使紫外光仅能辐射一部分紫外反应器3中的水。紫外光源8照射紫外反应器3的光其波长能够有效氧化有机物，优选成使有机物氧化形成二氧化碳。优选地，所述辐射包含波长小于以及等于254nm的射线(低压汞蒸汽灯的主要发射谱线)，更优选波长位于从约160nm至约200nm的范围内。后者例如可通过由诸如合成硅石与熔凝石英那样的材料制成的中压或低压汞蒸汽灯或者特定的激态原子灯而得到。游离的二氧化碳优选与水反应，最终形成水合氢离子与碳酸氢离子，它们会增大溶液的电导率。紫外光源8设置在第二壳体10中，第二壳体10通过衬垫11与第一壳体9相隔离。经在紫外反应器3中辐照之后，水流入电导率与温度测量单元4。这个单元包含两个电极12，电极12设置在诸如塑料那样的非导体中。电极12优选为不锈钢材质，并且借助于壳体9开口和利用在水通道中设置的多个弯道而屏蔽避紫外光。温度传感器5设置在单元4的外部，接近于一个电导电极。接近金属电极使得由水至温度传感器5的热传递能够有效进行，因此能够得到精确的温度测量。在测量电导率与温度之后，这部分水被排出单元4。因为不锈钢价格不高并且在这种测量装置中的条件下具有抗腐蚀性能，所以在电导率与温度测量系统4中的电极12优选为不锈钢电极。也可以使用其它与镍相关的抗腐蚀金属，包含镍自身，以及其它抗腐蚀金属。贵重金属包括含有贵重金属涂层的金属都不是优选的对象，因为它们成本过高。在优选实施例中将电极12屏蔽以避免紫外光辐射。尽管如此，在紫外反应器3中经辐射过的水仍可能包含有残余痕量的过氧化氢或其它氧化剂。电极材料优选为基本上对这些氧化剂是惰性的不起化学作用，包括不吸收后者，并且不在电极表面上形成活性氧化性产物。这种吸收的氧化剂和/或活性氧化性产物，如果没有被电导率测量消除，将会在紧接着的未经氧化处理的水的电导率测量中导致产生痕量的有机物氧化。温度与电导率和/或电阻测量系统4概括地包含有测量电路与电子组件。后者例如可以施加恒定的音频电流(例如，1KHz)并且能测量出获取这个电流所必需的电压，或者测量所需要的电压以获取这样的电流，两种情况都优选地对测量电路中的电容或电感进行校正。尽管前面已经描述的温度与电导和/或电阻测量系统4包含有电极12，但是这种系统4也可以包含一个无电极系统，这在本发明中具有特别优势。这种无电极系统包含在测量系统4中电抗损耗或者环绕系统4的线绕之间的耦合作用，两者都是本领域所公知的。在反应器3中缺少光催化剂时，许多有机物不能在低压汞蒸汽灯主波谱254nm的射线作用下得到很好的氧化。因此优选将一种基本上能够有效氧化基本上所有有机碳的辐射光源用作紫外光源8，该光源更优选地是能够有效地将所有有机碳氧化为游离态的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐(在本说明书中共同称作“二氧化碳”)。这种光源产生的射线的波长基本上都小于254nm，更优选地基本上均位于从约160nm至约200nm的范围内。在这个波段内进行辐照时的合适光源包括由诸如合成硅石与熔凝石英那样的材料制成的中压与低压汞蒸汽灯，以及由同样材料制成的特定相干的或不相干的激态原子灯(例如，氙灯)。在优选实施例中，提供一个壳体10的接地接触点13，以防万一连接到紫外光源8的导线短路。图3示出了其中包含有图2所示组件的本发明优选实施例，这些组件与电磁阀6一起安装在底板14上，底板14上包含有操纵电磁阀6、紫外光源8、电导率与温度测量单元4所必需的电子组件。当阀6打开时水进入入口1，并且进入紫外反应器3与电导率与温度测量单元4。紫外光源8位于壳体10内，壳体10借助于弹簧15安装在壳体9上。在经过了电导率测量之后，优选为在经过了电导率测量与温度测量之后，水流经管16进入电磁阀6。当水流经电磁阀6后，由开口7排放出该设备。底板14上的电子组件通过电连接器17获取电能并传送数据。通过电连接器18将电能提供给紫外光源8。为了进行TOC测量，可以使用如图4中所示的操作次序。这种分析过程的起始步骤是进行“冲洗”，这期间紫外灯关闭而电磁阀(打开)。来自水源的水流经紫外反应器与测量单元。这种冲洗还可将入口管冲洗干净。在冲洗结束时，关闭电磁阀，将新的样品提供到紫外反应器中，准备分析。然后电磁阀关闭一段时间例如180秒。紫外灯只在这种有机物氧化时段内打开点亮。在这种氧化时段结束时，关闭熄灭紫外灯，并且在电磁阀打开短暂时段(0.010秒至1秒，这取决于样品流速)。在该设备施加压降的作用下，电磁阀使水由紫外反应器移入电导率与温度测量单元。电磁阀这种短暂打开是在例如10秒的测量时段。在测量时段内，测量水的电导率与温度。在这种测量时段之后，打开电磁阀，进行另一次冲洗。在第二次冲洗之后，关闭电磁阀，然后新鲜的水样品保留在紫外反应器中，此时紫外灯关闭与氧化时段大致同样长短的时段期间(并且在大致同样的温度下)。当这个时段结束时电磁阀再次打开0.010秒至1秒。电磁阀的这种短暂打开使得未启动的紫外反应器中的未经氧化的水移入测量单元中，在测量单元中如上所述再次测量温度与电导率。然后将两次经温度校正的电导率测量值用于计算，得到具有很高精度的水样的TOC浓度。本发明利用电信号传送计算得到的TOC浓度。本发明设备和/或方法进一步的实施例和/或特征包括(a)省去温度测量，在这种情形下电导和/或电阻测量值不经温度补偿而用于计算TOC浓度。(b)省去生成未经辐照的水样品以及测量其电导和/或电阻这一循环。当已知对未辐照过的水的校正量与确定有机碳含量的精度要求相比很小时，这种实施例是有益的。这种省略允许更加频繁地估算有机碳含量并且还简化了电子装置和组件。(c)如果不省去这种循环(其中生成未辐照水)，则该设备可以显示和/或记录(在本地在这种设备中或附近或者远程地)和/或以电学方式传送校正这种未辐照过的样品的有机碳含量或者校正过的和未校正过的两个值。在一些应用中，显示这种附加信息是有益的。(d)对于本发明设备与方法的一些使用情形，最好是在本发明设备与方法估算出的有机碳含量大于或小于所估算的一个预定值时生成一个信号。例如，当估算出的有机碳含量小于预设值时本发明设备与方法给绿色发光二极管通电和/或当估算出的有机碳含量大于这个可预设值时给红色发光二极管(和/或声音警报)通电，这样就足可以了。这时不必显示有机碳含量的(经过校正的和/或未经校正的)估算值，在这种情形下上述信号可以直接由(经过校正的和/或未经校正的)电导和/或电阻生成，而不必计算相应的有机碳含量。(e)上面已经描述和/或举例说明了本发明利用电导和/或电阻来测定有机碳辐照产物技术的设备与方法。对于本发明设备与方法的一些使用情形，如果这种辐照不能将这种有机碳基本上转换为游离的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐则它可能是有益的。前面还看到了这种电导和/或电阻可以利用无电极方法测定。对于本发明设备与方法的一些使用情形，利用其他不同于电导和/或电阻测量来测定辐照产物的技术，或除了用电导和/或电阻测量来测定辐照产物之外的技术，可能更好。例如，pH；氧化-还原电位(“ORP”)；电化学技术，包含伏安法、电流测定法、电势[位]测定法、覆膜电极、以及库仑测定法；比色法；分光光度测定法；滴定法；以及其它公知技术都可以用于这种测量。在这些情形中，通常最好使经过辐射的和/或未经辐射的样品流在测量时段内停顿在测量装置中。测试结果对超纯水样品与含有蔗糖的样品在不同的TOC浓度下进行实际测量(参见图5)。对本发明获得的结果和商业TOC分析器(SieversModel800TOC分析器)进行测量获取的结果进行比较。这些结果基本上是线性的并且精度在±15％之内。优选实施例是利用各种有机化合物进行测试，它们是经过选择的，因为它们或通常用于TOC分析器的校正(例如，蔗糖)或因为它们代表的化合物类型在超纯水系统坏了或需要维修的情况下很可能会出现在超纯水系统制出的水中。例如，用在水系统中的阳离子交换树脂会溶沥出聚4-苯乙烯磺酸钠及类似化合物，尤其当该树脂接近其寿命结束时更是如此。阴离子交换树脂随着树脂老化时会溶滤出的一类化合物例如N，N-二甲基乙醇胺。丙酮、异丙醇、甲醇是供水中的常见杂质，但是在水系统内它们还可以由塑料或类似杂质源沥滤进入水中。腐殖酸与尿素是供水中天然存在的化合物。本发明对含有杂原子(例如，N、S、P与卤素)的有机化合物的响应不同于不含杂原子的。因此，可以预期其对下列化合物的响应是正的或负的误差，误差的正负取决于化合物及其浓度1.聚4-苯乙烯磺酸钠2.N，N-二甲基乙醇胺3.腐殖酸(腐殖酸包含重量比为2-4％的N和1-2％的S，参见1980年纽约JohnWiley&Sons出版的Snoeying，V.L.与Jenkins，D.著写的WaterChemistry的第233页)4.尿素本发明优选实施例在其经过校准后使用。表1示出了测试结果。很明显本发明能够检测所有被测化合物。因此，这个测试证实了本发明是用于检测水杂质(当水系统需要修理或维护时)的有力手段。而且，水系统工作的不正常不仅将导致单纯化合物而且还会导致有机物流入产品水中。因此，这个测试结果还表明本发明对混入的有机物会产生明显的响应，尽管它对某些有机物产生的是负误差。表1对选定有机物的响应本发明相对于先前方法的优点简述在本发明中，电导电极并不设置在紫外反应器内，或者以另外方式设置在紫外光能照射到它们的地方。这就避免了不希望有的光化学反应，该反应会导致IC与TC测量误差。在本发明中，电导率与温度测量单元可以从紫外反应器拆离，以便进行必要的清洗或替换。在本发明中，紫外反应器优选完全由石英和/或玻璃(两者至少对起氧化作用的射线部分是可穿透的)制成，因此不会有高浓度的离子沥滤进入待氧化溶液中。这也就避免了IC、TC与TOC的测量误差。在本发明中，即使是在很小、花费不多的反应器中，曝露于紫外光中也足以使有机物至少部分地氧化为二氧化碳。本发明利用非常简单且花费不多的硬件来控制紫外辐照以及温度与电导率测量的时间长度。由此制造的分析器与先前方法相比体积更小、更可靠、可维护性更好。它还允许使用比较慢的、比较便宜的测量电子器件。本发明能够应用于水压力压降变化较大的情形，而不需要改变不各电磁阀打开时段。这是因为，紫外反应室中浸湿(wetted)的体积优选选择位大于电导率单元的浸湿的体积。因此，在通常的水压压降变化的情况下就不需要操作者操劳了。水压压降可以由位于设备上游、其中或下游的任何装置产生。在水压降改变非常大的情形下，可以用这样一种方式实现本发明获取这种压降信息以便调整电磁阀的操作时间。这种信息可以例如由操作者来获取，也可以由该设备测量电磁阀为了使来自紫外反应室的离子化的、氧化的化合物汇入电导率测量单元而必须打开的时间来获取。另一个实施例是，本发明设备测量电磁阀为了使已氧化的水汇入电导率与温度测量单元内、测得温度达到最大而必须打开的时间。第二与第三个实施例允许对电磁阀进行周期性的、自动的调整操作，以适应较大水压压降的变化。本发明设备在分析期间耗水量较少，其尤其适用于小规模的纯水系统。因此，使用本发明的纯水系统的生产率大于在先技术方法。本发明与在先方法及设备的差别Takahashi的专利US4,749,657在Takahashi的专利US4749657中，样品连续流经有氧存在的紫外光反应区域，并且部分地不充分地氧化为二氧化碳，并且在电导单元中测量部分氧化的有机物的电导率。还可使用入口电导单元来测定溶液的初始电导率。在测定初始电导率之前还可能由样品喷射出气体。本发明与Takahashi装置之间的一些主要区别是a.本发明不使用连续流动，由此避开了精确控制流速的问题。b.尽管本发明构造成在较短氧化时段(这将导致不充分氧化)非常快速的响应，但是本发明可使有机物基本上充分地氧化为二氧化碳，并且这使得本发明在一些工业生产液流中可用作有机物浓度最大值(spikes)的快速响应检测器。c.在本发明中通常不需要向水样品中添加氧气。Chubachi的专利US5,518,608在Chubachi的专利US5,518,608中，披露了一种生成并利用超纯水的设备，其由第一TOC监测器、包含离子交换树脂的水净化器、以及第二TOC监测器构成。连续对检测净化器输出水中的TOC浓度进行检测以便尽早检知离子交换树脂性能何时失效。“TOC监测器”等同于该专利中其它地方出现的电阻率传感器。Chubachi的分析器通常来看类似于Takahashi的设备。因此Chubachi的专利US5,518,608与本发明之间的区别相应地和上述Takahashi的US4749657的那些一样。Blades的专利US4,868,127在Blades的专利US4,868,127披露了一种紫外光氧化单元，其包含有窗、位于其中的一对电导电极、以及发光穿过该窗的紫外光光源。还披露了(i)位于分离的紫外光反应室入口处的电导率单元，紫外光反应室包含用于氧化有机物的催化剂，第二电导率单元位于紫外光反应室的出口处，比较两个电导率单元的响应值可确定有机碳的浓度；(ii)紫外反应器内的电导电极具有光催化剂涂覆，电导电极设置成使得其曝露于紫外光，对有机物氧化过程起催化作用；(iii)一种用于测量去离子水中TOC的方法，其中水与具有光催化剂涂覆的电导电极接触并且曝露于紫外光。该电极表面对有机物氧化过程起催化作用；(iv)包含有曝露于紫外光的电导电极并且施加电极电位使其产生电泳现象的单元；和(v)包含有曝露于170-190nm特定紫外光的电导电极的单元。本发明与Blades的专利US4,868,127之间的主要区别在于a.本发明紫外反应器不需要有机物氧化的催化剂。b.本发明的电导电极不设置在有机物氧化反应出现的地方。c.本发明的电导电极设置在紫外光照射不到的地方。d.本发明的电导电极优选地由不锈钢制成，众所周知曝露于紫外光的不锈钢对有机物的氧化过程不起催化作用。e.本发明的电导率测量只在紫外光关闭期间进行。f.为了避免电泳现象，不对本发明的电极施加电位。g.本发明只需要一个电导率单元。Blades的专利US5,275,957Blades的专利US5,275,957披露了测量TOC的样品单元，其包含一对电导电极。反复测量电导率与温度以生成一系列数值以便分析水中二氧化碳的含量。还披露了(i)一种方法，其中对电导率与温度进行反复测量以便计算出初始的水中TOC浓度；(ii)在样品水附近附加温度传感器；(iii)一种由样品单元组成的设备，该样品单元包含对有机物进行氧化的催化剂，并且在其中测量温度与电导率；和，(iv)一种由用紫外光辐照的样品单元组成的设备，以及对温度与电导率反复进行测量以通过外推法计算出氧化处理期间水中二氧化碳总量的装置。本发明与Blades的专利US5,275,957之间的主要区别在于a.本发明电导电极不设置在出现有机物氧化反应的地方。b.本发明的电导电极设置在紫外光照射不到它们的地方。c.本发明的电导率测量只在紫外光关闭期间进行。d.在本发明中不对单个水样品氧化进程中的电导率与温度进行反复测量。h.本发明紫外反应器不包含对有机物氧化起作用的催化剂。e.本发明的电导电极优选由不锈钢制成，众所周知当曝露于紫外光时不锈钢对有机物的氧化过程不起催化作用。Melanson的专利US5,677,190Melanson的专利US5,677,190是关于TOC单元的设计与装配的，包括(i)一种细长的通常为管状的构件，该构件形成了一个细长的内部样品空间，该构件包含一个由可穿透紫外光的易熔材料制成的管，该材料选自玻璃、熔融硅石、熔凝石英构成的材料组；(ii)第一与第二端部构件，其由可熔合于这种管状构件的材料制成，这种端部构件熔合于这种管状构件，限定样品空间的端部；和，(iii)一对细长的连续杆状电极，由这种端部构件支撑，并沿着管状构件的延伸轴线彼此间隔放置并且相互平行，电极的第一端由第一端部构件支撑，其被密封在内部空间内，而电极的第二端延伸穿过并密封在第二端部构件，因此可用电导体直接与这电极第二端相连以便连接到外部电路，所述外部电路用于检测当暴露于辐照时这种内部空间内的流体的电特性。还披露了一种方法，该方法用于制造一个包含液体样品的单元，同时利用来自光源的预设波长的射线来照射该单元中的液体，并且检测该液体的预定电特性。本发明和Melanson的190号专利中描述的设计方案之间的不同在于a.本发明电极不沿样品容积内“管状构件”的延伸轴布置，其中样本容积曝露于紫外光辐射。b.本发明电极不为紫外光所辐射。c.本发明电极位于壳体中，其可拆离紫外反应器。d.本发明的样品容积优选限定为矩形材质件的腔室。该材质自身基本上可以透过辐射，所述辐射能够有效地氧化有机物，至少在腔室中被这种射线照射到的地方能够有效导致有机物氧化，或者腔室可覆盖有基本上可穿透这种射线的材质(如果用这种射线辐照这种覆盖材质的话)。适当的材料是那些基本上可透过波长小于254nm(低压汞蒸汽灯的主线波长)射线的材料。优选的材料是可透过波长范围约170nm～约200nm的材料。适当的材料包括但不限于石英与玻璃状的硅(vitreoussilica)，其未经参杂从而对波长小于254nm的射线不吸收。e.在本发明中的电导率与温度测量不是对氧化进程中的单水样品重复测量。f.在本发明中，电极优选为不锈钢材质，其模制于便于从紫外反应器拆离的适当壳体中。电极伸出与其电接触的壳体。Egozy专利US5,272,091Egozy的091号专利披露了一种用于预测有机碳含量的方法，包括在一系列不同的时间时段内将水曝露于辐射以进行氧化。该方法允许将测量值外推至氧化时段无限长的情形。还披露了实现该方法的设备，该设备具有三通阀，该阀位于入口电导率单元的下游，并且位于该电导率单元和氧化区域之间。第二电导率单元设置在这个氧化区域的出口。这使得能够在氧化之前在第一电导率单元中检测样品的电导率，并且能够通过定时选通三通阀来控制在氧化区域的滞留时间。通过第二电导率单元测量样品在氧化之后的电导率。本发明与这个Egozy的091号专利之间的主要区别包括a.本发明使用一单个的电导率单元。b.本发明将阀设置在紫外反应器与电导率单元的下游。Egozy的091号专利将三通阀设置在氧化区域与第二电导率单元的上游。c.本发明使用比较简单的开/关阀，而不是比较复杂的三通阀。d.本发明不需要一系列不同的氧化时段以进行计算。氧化时段是预设的，并且操作者不可改动。Voss的公开文本WO99/42824在公开文本WO99/42824(以及相关的DE19806854A1)中，Voss披露了以下内容(i)一种方法，其中一定体积的液体保留在反应室内，此处所述液体是被氧化的。在氧化处理之后，所述液体流经一测量单元，此时进行反复测量(优选是电导率测量而不是温度测量)。反复测量的值用于计算响应的峰值，并且由峰值估算有机碳浓度。测量峰值所在基线以便确定液体中的无机碳浓度。Voss披露可将紫外灯浸入液体中来实现有机物的氧化；(ii)一种方法，其中一定体积的液体保留在反应室内，此处所述液体是被氧化的。在氧化处理之后，所述液体流经一测量单元，此时进行反复测量。反复测量用于计算响应的峰值，并且由峰值面积估算有机碳浓度。测量峰值所在基线以便确定液体中的无机碳浓度；和，(iii)一种通过实施上述方法来测量液体中有机碳含量的设备。本发明与Voss公开文本之间的区别在于a.在本发明中，不在一单个水样品中进行反复测量。Voss方法与设备需要进行多次反复测量、存储这些测量结果、并利用复杂的微分和/或积分算法来计算响应峰值的峰高和/或峰值面积，因此Voss的方法与设备需要更加昂贵的电子组件。b.本发明通过对未经辐射的水样品进行电导率与温度的第二测量，以便测量在水中背景无机碳的浓度。Voss方法与设备必须通过测定响应峰值的基线来测量无机碳的浓度。c.在本发明中，测量是在水样品停留在电导率单元中的时候进行，水样品流动时不进行测量。因此，本发明与Voss方法与设备相比更加精确，Voss方法与设备受测量期间(尤其当测量峰值面积时)液体流速变化引起显著的误差影响。d.本发明在电导率测量时测量温度，因此碳测量值得到了水温与环境温度变化的精确补偿。由于Voss方法与设备不能补偿温度变化，因此精度较低且可信度较低。e.本发明中的紫外灯不是浸入在水样品中的。这就允许使用比Voss公开文本的更小、更便宜的装置，Voss公开文本披露的紫外灯浸入在水样品中。f.因为本发明中的紫外灯不是浸入在水样品中的，所以冷水不会使辐射样品的紫外光的总量减低。相反，Voss设备具中的UV灯浸入水样品中，因此当水是冷水时，只有较少的紫外光辐射到达水样品。众所周知冷会减低紫外灯产生的辐射。上面引述过的以及本发明
背景技术：
部分的每个在前的先有技术专利、公开文本以及文献都通过引用方式包括在本说明书中。本发明的可选实施例通过改进电路，可以使电极不与水接触而实现依照本发明的电导率测量。这种改进，可使电极设置在水液流之外。这可增大可靠性，减少装配劳动量，且可减小总的花费。在另一个实施例中，通过管件与接头将电导率单元与紫外反应器分离开。由于费用与可靠性的问题这通常不是优选的实施例。本发明可以在多个不同的温度下工作。尽管本发明报告的测试都是在室温下进行的，但是在某些升高的温度下氧化动力学效果更好。这就为更快地测量TOC提供了可能。本发明的紫外反应器与电导率单元的结构可以变换出多种型式。例如，紫外反应器可以是管状的，而不是在本说明书中通过图示与描述记载的扁平的矩形几何形状。本发明可以在远小于3分钟的时间内操作获取测量值。在这个实施例中，有机物氧化产物可能仅有部分是二氧化碳。一些有机物溶质还可能产生有机酸。本发明也可以利用电导率对这些有机酸进行测量。本发明的新特征本发明的一些主要的新特征归结如下a.如上所述，使用了脉冲式流动技术，不需使用昂贵且复杂的控制流动与压力的组件就可以控制样品水在紫外反应器中的滞留时间。同时，本发明的脉冲式流动技术消除了使用传统停顿流动技术时由光化学离子产物引起的TOC测量误差。b.脉冲式流动技术还具有可将温度与电导率测量时间设定为较长时段的新特征。这使得反应速度较慢的电子器件也可以用于测量电路，从而减小该电路的花费。c.对测量单元的设计可兼用夹物模压技术，该技术可以使单元制造费用降低并且提高可复制性。因为可以在模压过程中将电极封入该单元，所以装配的劳动量减小了。d.紫外反应器的设计。这种层压设计简单、小巧并且便宜。流体连通的能力特别可靠且便宜。e.可以自动调整螺线管的脉冲以补偿水样品压力的变化。商业应用本发明理想地适用于需要监测水中有机污染物的场合，该水至少是去离子品质的水，以及不需考虑更加灵敏或精确的检测设备的花费的场合。一个特定应用是实验室超纯水系统。而且，由于本发明费用较低且结构简单，所以能够将它提供给那些实验室水系统的原始设备制造商。本领域普通技术人员都能明白，在不脱离本发明范围的条件下可对用于脉冲式流动总有机碳分析的上述设备与方法进行其它变化与改进，并且，上述说明书中包含的全部内容应理解为起解释说明作用而不是起限定作用。权利要求1.用于估算水中有机碳含量的设备，所述设备包括有机碳氧化室，其具有流体入口管道、流体出口管道、以及位于两者之间的表面，其中位于所述入口和出口管道之间的所述表面至少一部分至少基本上是可透过能够有效地使所述有机碳氧化的射线；所述流体出口管道与电极系统是流体连通的，电极系统能有效测量流体的电导和/或电阻；流体源，其用于给所述有机碳氧化室提供所述水的液流；所述设备还包括流体流动控制与测量系统，该流体流动控制与测量系统包括能够顺序地执行下列步骤的元件组合(a)使所述液流逐一流经所述流体入口管道、所述氧化室、所述流体出口管道以及所述电极系统，由此冲洗所述管道、所述室以及所述电极系统并且所述室至少部分地填充有所述水；(b)使所述液流停止流动，藉此所述室保持至少部分地由所述水填充；(c)在第一预设时间内和温度下利用所述射线来辐射所述室内的所述水，所述辐射至少经过所述的部分所述表面，以便使所述室内所述水中的有机碳发生氧化，由此生成辐射过的水；(d)使至少部分所述辐射过的水流入所述电极系统；(e)在所述电极系统内测量所述的所述辐射过的水的所述部分的电导和/或电阻，由此产生第一电导和/或第一电阻；和，(f)由所述第一电导和/或所述第一电阻至少部分地来估算所述有机碳的含量。2.依照权利要求1的设备，其中所述设备还包括附加的流体流动控制与测量元件以便顺序地实现下列步骤(g)在第二预设时间内和温度下，将所述步骤(b)的水保持在所述室内，不用所述射线辐射，由此生成未经辐射的水；(h)使至少部分来自步骤(g)的所述未辐射过水流入所述电极系统；(i)在所述电极系统内测量所述未辐射过的水的所述部分的电导和/或电阻，由此产生第二电导和/或第二电阻；以及，(j)至少部分地由所述第一电导和/或所述第一电阻，并且至少部分地由所述第二电导和/或所述第二电阻，来估算所述有机碳的含量。3.依照权利要求1的设备还包括辐射源，该辐射源对准所述表面，用以提供能够有效地将所述有机碳基本上氧化为游离的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐的射线。4.依照权利要求1的设备还包括辐射源，该辐射源对准所述表面，用以提供能够有效地将所述有机碳基本上氧化为游离的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐的射线，并且其中所述第一预设时间与温度足以将所述水中的有机碳基本上氧化为游离的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐。5.依照权利要求2的设备，其中所述流动控制与测量系统确定的所述第二预设时间与温度基本上等于所述第一预设时间与温度。6.依照权利要求3的设备，其中所述流动控制与测量系统设置成使确定的所述第二预设时间与温度基本上等于所述第一预设时间与温度。7.依照权利要求1的设备，其中所述设备还包括基本上能够有效屏蔽所述电极系统不受所述射线辐射的屏蔽组件。8.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统相对于所述流体出口管道并列设置。9.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统相对于所述流体出口管道并列设置并且可以从那里拆离出来。10.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统包括至少两个可浸入所述流体的电极。11.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统包括至少两个可浸入所述流体的不锈钢电极。12.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统还包括用于将电脉冲供给电极的电流控制系统，所述脉冲能够有效地测量所述电导和/或电阻。13.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统包括没有浸入所述流体中的电极。14.依照权利要求1或2的设备，其中所述电极系统还包括用于测量所述流体温度的温度测量元件。15.依照权利要求1的设备还包括辐射源，该辐射源对准所述表面，用以提供波长小于等于254nm的射线。16.依照权利要求1的设备还包括辐射源，该辐射源对准所述表面，用以提供波长范围为约160nm至约200nm的射线。17.依照权利要求1的设备，其中能够有效提供步骤(d)的组件还包括流体流动控制组件，该组件用于使所述辐射过的水停止流入所述电极系统，并在第三预设时间内与温度下将所述辐射过的水的所述部分保留在所述电极系统中。18.依照权利要求2的设备，其中能够有效提供步骤(h)的组件还包括流体流动控制组件，该组件用于使所述未辐射过的水停止流入所述电极系统，并在第四预设时间内和温度下将所述未辐射过的水保留在所述电极系统中。19.用于估算水中有机碳含量的设备，所述设备包括有机碳氧化室，其具有流体入口管道与流体出口管道，其中位于所述入口和出口管道之间的所述室至少基本上是可透过射线的，该射线能够使所述有机碳生成辐射初始产物；所述流体出口管道与测量系统是流体连通的，测量系统可有效测量所述有机碳的一个或多个所述辐射初始产物；流体源，其用于给所述有机碳氧化室提供所述水的液流；所述设备还包括流体流动控制系统，该流动控制系统包括能够顺序地执行下列步骤的元件组合(a)使所述液流逐一流经所述流体入口管道、所述氧化室、所述流体出口管道以及所述测量系统，由此冲洗所述管道、所述室以及所述测量系统并且所述室至少部分地填充有所述水；(b)停止所述液流的流动，藉此所述室至少部分地保持由所述水填充；(c)在第一预设时间内和温度下利用所述射线来辐射所述室内的所述水，所述射线至少经过所述的可透过所述射线的部分所述室，以在所述室内所述水中生成有机碳的辐射初始产物，由此生成辐射过的水；(d)使至少部分所述辐射过的水流入所述测量系统；(e)阻止所述辐射过的水流入所述测量系统，藉此所述测量系统保留所述辐射过的水的所述部分；(f)测量所述有机碳的所述一个或多个所述辐射初始产物，由此产生所述辐射初始产物的第一测量结果；(g)至少部分地由所述第一测量结果来估算所述有机碳的含量，由此产生所述有机碳含量的估算值；和，(h)借助于电信号传送和/或显示和/或记录所述估算值。20.依照权利要求19用于估算水中有机碳含量的设备，所述设备根据需求还包括能够逐一地执行下列步骤的元件(i)在不用所述射线辐射所述水的条件下，在第二预设时间内和温度下将由步骤(b)得来的所述水保留于所述室内，由此生成未经辐射的水，其中第二预设时间和温度基本上等同于所述第一预设时间和温度；(j)使至少部分来自步骤(i)的所述未经辐射的水流入所述测量系统；(k)使所述未经辐射的水停止流入所述测量系统，藉此所述测量系统保留所述未辐射的水的所述部分；(1)测量所述一个或多个在所述未辐射水中的所述部分的所述有机碳的所述辐射初始产物，由此产生所述辐射初始产物的第二测量结果；(m)至少部分地由所述第一测量结果和所述第二测量结果来估算所述有机碳的含量，由此得到改进的对所述有机碳含量的估算值；和，(n)借助于电信号传送和/或显示和/或记录所述的改进估算值。21.在利用有机碳辐照室对水液流中有机碳含量进行估算的方法中，有机碳辐照室具有流体入口管道与流体出口管道，其中位于所述入口与出口管道之间的所述室至少有一部分基本上是可透过能生成所述有机碳的辐射初始产物的射线的，所述流体出口管道与测量系统是流体连通的，以便测量所述有机碳的一个或多个所述辐照初始产物，该方法的改进包括逐一执行下列步骤(a)使所述液流顺序地流经所述流体入口管道、所述氧化室、所述流体出口管道以及所述测量系统，由此冲洗所述管道、所述室以及所述测量系统并且所述室至少部分地填充有所述水；(b)停止所述液流的流动，藉此所述室至少部分地保持用所述水填充；(c)在第一预设时间内和温度下利用所述射线辐射所述室内的所述水，所述射线至少经过所述的可透过所述射线的部分所述室，以便在所述室内的所述水中生成有机碳的辐射初始产物，由此生成已辐射过的水；(d)使至少部分所述辐射过的水流入所述测量系统；(e)使所述辐射过的水停止流入所述测量系统，藉此所述部分的所述辐射过的水保留在所述测量系统中；(f)测量所述有机碳的所述一个或多个所述辐射初始产物，由此产生所述辐射初始产物的第一测量结果；(g)至少部分地由所述第一测量结果来估算所述有机碳的含量，由此产生所述有机碳含量的估算值；和，(h)借助于电信号传送和/或显示和/或记录所述估算值。22.依照权利要求21的方法还包括逐一地执行的下列步骤(i)在不用所述射线辐射照所述水的条件下，在第二预设时间内和温度下将由步骤(b)得来的所述水保留于所述室内，由此生成未经辐射的水；(j)使至少部分来自步骤(i)的所述未经辐射的水流入所述测量系统；(k)使所述未经辐射的水停止流入所述测量系统，藉此所述部分的所述未辐射的水保留在所述测量系统中；(1)测量在所述部分的所述未辐射的水中的所述有机碳的所述一个或多个所述辐射初始产物，由此产生所述辐射初始产物的第二测量结果；(m)至少部分地由所述第一测量结果和所述第二测量结果来估算所述有机碳的含量，由此产生对所述有机碳含量的另一个估算值；和，(n)借助于电信号传送和/或显示和/或记录所述另一个估算值。23.依照权利要求21的方法，其中将所述有机碳含量的所述估算值和所述估算值的预设值进行比较。24.依照权利要求21的方法还包括一个步骤，其中将所述有机碳含量的所述估算值和所述估算值的预设值进行比较，并且当所述估算值大于所述预设估算值时产生一个信号。25.依照权利要求21的方法还包括一个步骤，其中将所述有机碳含量的所述估算值和所述估算值的预设值进行比较，并且当所述估算值小于所述预设估算值时产生一个信号。26.依照权利要求22的方法，其中将步骤(h)省略。27.依照权利要求22的方法，其中执行步骤(h)，连同将所述有机碳含量的所述估算值和所述估算值的预设值进行比较，并且当所述估算小于所述可预设估算时产生一个信号。28.权利要求22的方法，其中步骤(g)、(h)、(m)和(n)包括一个步骤，其中将所述第一测量结果减去所述第二测量结果以得到测量差值，并且当所述测量差值小于预设的测量差值时产生一个信号。29.用于估算水中有机碳含量的设备，所述设备包括有机碳氧化室，其具有流体入口管道与流体出口管道，其中至少部分所述室基本上可透过能够生成所述有机碳辐射初始产物的射线，所述流体出口管道与测量装置是流体连通的，该测量装置可有效测量一个或多个所述产物，提供所述水液流的装置，和能够逐一地实现下列步骤的装置(a)使所述液流逐一流经所述流体入口管道、所述氧化室、所述流体出口管道以及所述测量装置，由此所述室至少部分地填充有所述水；(b)使所述液流停止流动，藉此所述室至少部分地保持用所述水填充；(c)在第一预设时间内和温度下利用所述射线来辐射所述室内的所述水，以在所述水中有效生成所述有机碳的产物，由此生成辐射过的水；(d)使至少部分所述辐射过的水流入所述测量装置；(e)使所述辐射过的水停止流入所述测量装置，藉此所述测量装置保留部分所述辐射过的水；(f)在所述测量装置中有效测量一个或多个所述产物，由此产生所述产物的第一测量结果；所述设备还包括一个或多个附加装置，该附加装置选自下列组件构成的组A.估算装置，其用于至少部分地由所述第一测量结果来估算所述有机碳的含量，由此产生所述有机碳含量的估算值；B.显示和/或记录装置，其用于显示所述有机碳含量的估算值；C.第一测量比较装置，其用于比较所述第一测量结果和所述第一测量结果的预设值；D.逻辑装置，其用至少部分地由所述第一测量结果估算出所述有机碳的含量，由此生成所述有机碳含量的估算值，并且用于比较所述估算值和所述估算值的预设值；E.辐射装置，其用于利用射线来辐射所述室内的所述水，所述辐射能够有效地使所述有机碳基本上反应生成二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐，并且确定所述第一预设时间和温度的预设值令其足以使所述有机碳基本上反应生成所述水中所述有机碳产物的二氧化碳、碳酸和/或碳酸氢盐；F.屏蔽装置，其基本上能够有效地屏蔽所述测量装置免于所述射线的辐射；G.位于所述测量装置中的温度和电导率和/或电阻检测装置；H.位于所述测量装置中的温度和电导率和/或电阻率检测装置，所述检测装置包括可浸入于所述测量装置流体内的不锈钢电极；I.辐射装置，其用于辐射所述室内的所述水，辐射波长小于等于254nm；J.辐射装置，其用于辐射所述室内的所述水，辐射波长范围为从约160nm到约200nm；和，K.步进装置，其用于逐次地提供各步骤，包括使所述液流逐次流经所述入口管道、所述室、所述出口管道与所述测量装置的步骤，由此所述室至少部分地填充有所述水；使所述液流停止流动的步骤，藉此所述室至少部分地填充有所述水；在不用所述射线辐射所述水的条件下、在第二预设时间内和温度下将所述上一步骤的水保留于所述室内的步骤；使所述上一步骤所述室内的水的至少一部分流入所述测量装置以及使所述水停止流动的步骤，藉此所述测量装置保留部分所述水；对所述上一步骤保留在所述测量装置内的水中的所述一个或多个所述产物进行测量的步骤。全文摘要本发明披露的方法与设备用于测定含水的工业生产液流中有机碳化合物总浓度，利用了脉冲式流动技术，利用紫外光或相近波长的射线对室(3)内的水样品进行辐射。文档编号G01N33/18GK1449492SQ01814777公开日2003年10月15日申请日期2001年10月15日优先权日2000年10月16日发明者R·J·达文波特,R·D·戈德克申请人:西弗斯仪器公司