用于测量液体电导率以便确定纯水和超纯水中极低水平的总有机碳(toc)的装置的制造方法_2

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区的存在。此类构型使流动湍流最小化,并且提供可能的最大程度的层流,尤其是当通道包 括偏差时。这也可以独立的或组合的方式通过测量室的侧壁的圆角或倒角来促进,例如所 述测量室具有矩形的总体形状。
[0039] 根据本发明的一个实施例,液压本体的第二表面包括凹部,所述凹部由包围室的 轮廓限定,以定位包括电极的衬底,使得所述电极面向测量室,且所述凹部凹陷至液压本体 中,并且具有适于衬底的尺寸以将它容纳在其中。
[0040] 根据本发明的另一实施例,液压本体的第一表面包括凹部,所述凹部由包围测量 室的轮廓限定,以定位UV透明窗口,且所述凹部凹陷至液压本体中,并具有适于窗口的尺 寸以将它容纳在其中。
[0041] 此外,有利的是,使衬底支持测量功能和电连接功能,例如借助于钎焊于其上的电 工胶带,本文也称为"FPC"(柔性印刷电路板)。整个组件从机械角度被简化。为此,根据一 个实施例,液压本体的第二表面包括中空部以将钎焊的FPC传递到衬底上。
[0042] 装置还包括例如其中容纳有单元(即,由窗口、液压本体和衬底形成的组件)的两 部分式的壳体,以及用于通过将这两个部分固持在一起来进行装配的机构,其能够确保电 导率测量单元的密封性。
[0043] 上部分形成(例如)用于固持UV灯的支撑件,且下部分形成(例如)安装基底。用 于UV灯的支撑件(即,壳体的上部分)使得(例如)能够更快且更容易装配一组机械部件,且 使得有可能建立这些元件的精确对准。
[0044] 液压本体也使得有可能保护存在于(例如)液压本体的流体入口和出口周围的0形 环和其它元件。具体地,例如在先前提到的文献EP 1 927 849中所描述的装置中,0形环 密封件直接暴露至紫外线,这导致受照射元件的快速或甚至过早老化。
[0045] 此外,借助于本发明,可容易地再现样本体积。此外,将能够达到的体积与衬底的 尺寸预先联系起来,该衬底包括用于使室中的流体循环的两个孔口。衬底中的这些孔口的 存在由此构成了对于产生小尺寸室的限制因素,所述孔口的表面积被加到电导率传感器和 温度传感器的表面积。
[0046] 单元的元件的装配还包括(例如)用于改进组件的防漏紧密性的密封件通过在壳 体的两个部分之间收紧所获得的低压值于是足以将元件保持在一起以便确保防漏紧密性。 因此,无需将元件结合在一起,这使得尤其有可能移除源自粘附剂并且在TOC测量的情况 下导致测量误差的有机污染物。
[0047] 例如,装置包括用于测量测量室中的温度的构件。例如,温度测量构件是热敏电 阻。
[0048] 根据一个实施例示例,热敏电阻容纳在测量电极中。
[0049] 根据无衬底的实施例,包括热敏电阻的测量电极经由孔口引入到测量室中,所述 孔口侧向地形成于液压本体中。因此,电极定位成跨越流体流;其与所述流交叉,如果可能, 以正交的方式,以便更好地确保其浸在样本中。
[0050] 关于污染源,源自单元的各种组成材料并接触待测流体的微粒对于极低含量(即, 例如,从1到10 ppb)的测量而言是非常关键的。
[0051] 已对由各种材料制成的液压本体进行了研究和测试,并且概括在下表中:
[0052] 与组分有关的所有百分数此处给定为质量百分数。
[0053] 由此产生的结果是,由陶瓷以及特别地由基于氧化铝的陶瓷制成的液压本体已经 证明对显著地减少流体中的污染物含量特别有效。
[0054] 优选地,液压本体由包括至少16%氧化铝的陶瓷制成。
[0055] 例如,液压本体由通过例如注射模制、绿色机械加工或机械加工制成的陶瓷(在烧 制过程期间1%粘结剂被移除)制成。当经受使用超纯水的浸出处理时,其产生0.6 ppb/min 的污染和〇. 061 PS/cm/min的电导率变化。
[0056] 例如,液压本体的陶瓷是可机械加工的玻璃陶瓷(V i tro-cerami c )。
[0057] 根据通过绿色机械加工所获得的陶瓷的一个示例,液压本体由包括至少99%的氧 化铝或甚至100%的氧化铝的陶瓷组成,加入或减去少量杂质。由于此类材料是通过例如绿 色机械加工所获得的,所以原材料于是包括在烧制过程期间(在注入到模具中之后)消耗掉 的粘结剂(约1重量%)。
[0058] 绿色机械加工通常应用于在烧制之前的陶瓷(未烧制状态)。在此步骤处,材料仍 然相对柔软(白垩质),且可含有一些添加剂。
[0059] 根据特别有利的实施例,证明尤其有效的液压本体是由可机械加工的陶瓷制成的 液压本体,所述陶瓷具有例如以下类型的组分: -46% 二氧化硅(SiO2) -17%氧化镁(MgO) -16% 氧化铝(Al2O3) -10%氧化钾(K2O) -7%氧化硼(B2O3) -4% 氟(F) 就其本身而言,其产生小于〇. 3 ppb/min的污染和小于0. 058 PS/cm/min的电导率变 化。
[0060] 这种类型的可机械加工陶瓷的示例是MAC0R?。
[0061] 此类材料的用途由此允许更好地抵抗由流体流引起的浸出。
[0062] 由此,根据可设想的实施例,液压本体由注射模制的陶瓷制成。或者,根据另一优 选实施例,液压本体由MAC0R?制成。
[0063] 不论单元的构型如何,于是尤其有利的是,由含有至少16%氧化铝的陶瓷且优选 地由MAC0R?来制成液压本体,以便将可能的污染源减到最少。
[0064] 因此,这本身是本发明的一个新颖方面。
[0065] 因此,根据另一方面,提出一种用于测量液体电导率的装置,其包括UV透明窗口 和至少部分地形成于分离器中的测量室,所述分离器由包括至少16%氧化铝的陶瓷制成, 例如,注射模制或可机械加工的陶瓷,且优选MAC0R?。
[0066] 根据一个实施例示例,分离器是如先前所描述的液压本体或如文献US 6 444 474 中所描述的分离器。
[0067] 根据另一方面,室也可由贵金属制成,例如钛(Ti)、金(Au)或铂(Pt)。然而,出于 材料成本的原因,工业上难以设想由固态贵金属来制造液压本体。另一方面,由从更标准的 金属(例如,不锈钢)机械加工而成的零件开始的金属化(metallisation)则经济得多。这 是例如真空金属化(溅射法)工艺的情况。因此,有可能对零件(例如,由不锈钢制成)进行 机械加工,然后使其表面涂布以下材料中的选择,下列给定为示例: -贵金属:Pt、Ti、Au ; -贵金属氧化物:Ti02; -或其合金:TiO2-Pt…… 例如,沉积物(熔敷层)是通过磁控阴极溅射所产生的。待涂覆的零件可选地被置于行 星旋转运动中以优化涂层均匀性。
[0068] 另外,在沉积之前,可实施等离子体激活阶段,以改进涂层的粘附。
[0069] 也可在与水接触的各种密封件上执行这个相同的真空金属化工艺。然后密封件保 存其弹性和压缩性质。因此,当拔出密封件时,在其表面处形成金属裂隙网络。因此,可在 室中进一步降低在UV照射期间的浸出水平。
[0070] 此外,如先前所提到,在所考虑的应用的情况下,本发明使得有可能关于液体层的 体积和厚度来优化TOC测量室,使得其有可能在合理时间内确保有效的UV光氧化,从而避 免测量偏差,该测量偏差是由于样本温度发生显著变化和由于在光氧化时间期间源自该材 料的有机物的萃取所导致的。
[0071] 与材料无关,用于减少对构成单元的材料的氧化的另一参数是使暴露至UV的材 料的表面积(S)于被测样本的体积(V)之间的(S/V)比值最小。
[0072] 如先前所解释的,优选的是,使所暴露材料的表面积最小,以便使浸出最少。通过 开发如先前所描述的装置,有可能通过将流体入口端口和出口端口放置成平行于底部的传 感器(和/或窗口)(即,更通常在有效表面外部)来限制包括传感器的室的有效表面积(例 如,由可选地具有FPC的衬底组成,或由单独的电极组成一此表面积通常对应于测量室底 部的表面积),以及根据流体的厚度(此厚度由如随后参照图13所描述的紫外线的吸收率所 限制)使米样体积最大。
[0073] 因此,有可能使单元微型化,而同时保持此(S/V)比值极限小于(或等于)2 且同时保持容易光氧化的液体的厚度和合理体积,并且由此能够测量在不到3分钟的光氧 化时间中的低TOC值(小于5 ppb)。
[0074] 如先前所描述的装置允许设计的更大活动范围。具体地,由于在已知装置中衬底 被穿孔的事实,存在衬底尺寸且因此存在室尺寸,小于所述尺寸衬底变得太易碎或甚至极 难以或不可能制造。因此避免刺穿衬底才使得有可能制造规模小得多的单元。
[0075] 因此,根据本发明的一个实施例,对于390 μL的采样体积而言,暴露的表面积总共 是430 mm2。材料的表面积与采样体积之间的比值因此是1.1 _2/μ1,这与根据文献US 6 444 474的室的至少13.6 相对立。根据本发明的一个实施例的单元然后使得有可 能将由于浸出造成的残余微粒的含量减少10倍。
[0076] 根据本发明的尤其有利的实施例,装置的测量室因此具有小于或等于2 的 比值(S/V),其中(S )是受照射材料的表面积,且(V)是流体样本的体积(例如,I. I )。 先前由于与现有技术装置的设计相关联的约束,不可能达到此类值。
[0077] 此类比值是在(例如)室高度小于4 mm的情况下获得的,以便使所容纳的样本作 为一个整体来接收至少60%的紫外线(即,以保存足够的照射功率),且为此同时使表面积最 小,这有可能是通过不具有孔和光催化电极所实施。
[0078] 例如,测量室具有在0.5 mm和4 mm之间的厚度(e)。
[0079] 根据一个实施例示例,测量室具有大于或等于100 μL的体积(V),或甚至优选地 大于或等于400 μL。
[0080] 根据一个实施例示例,测量室具有小于或等
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