KR101723883B1 - Apparatus and method for measuring total organic carbon with integrated oxidation reactor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 총유기탄소를 측정하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring total organic carbon having an integral type oxidation reaction tank for measuring total organic carbon.
최근 시료를 채취하여 실험실에서 분석하는 오프라인(off-line) 측정방식보다 현장에서 직접 시료를 측정하는 온라인(on-line) 측정시스템의 설치 요구가 증가하면서 측정장비의 정확도 및 유지관리 비용의 경제성이 제품 선정시 매우 중요한 결정 요인이 되고 있다.The need for on-line measurement systems that directly measure samples in the field rather than off-line measurement methods that collect samples and analyze them in the laboratory has increased the accuracy of measurement equipment and the economical cost of maintenance It is becoming a very important determinant in product selection.
총유기탄소 측정장치는 산화방식에 따라 자외선 습식산화와 연소산화법으로 구분되며, 측정단계는 일반적으로 1) 시료 및 시약 주입단계; 2) 시료내 무기탄소제거단계; 3) 유기탄소 산화단계; 4) 산화 부산물인 이산화탄소(CO2) 가스 회수단계; 5) 회수된 이산화탄소를 비분산적외선(NDIR, Non-Dispersive Infra-Red) 검출기로 이송하여 검출한 후, 총유기탄소를 계산하는 측정단계; 6) 시료배출 및 세척단계로 구성된다.The total organic carbon measuring device is classified into ultraviolet wet oxidation and burning oxidation according to an oxidation method. The measurement step generally includes 1) a step of injecting a sample and a reagent; 2) removing the inorganic carbon in the sample; 3) organic carbon oxidation step; 4) a step of recovering carbon dioxide (CO 2 ) gas which is a by-product of oxidation; 5) measuring the total organic carbon after transferring the recovered carbon dioxide to a NDIR (Non-Dispersive Infra-Red) detector; 6) Sample discharging and washing steps.
종래의 온라인 총유기탄소 연속자동측정장치의 경우 상기에서 언급한 측정단계를 구현하고자 시료 및 시약주입부, 무기탄소 제거부, 산화반응부, 검출부 및 연산제어부로 구성되어 있다(도 1). 산화반응부의 경우 산화방식에 따라 자외선 산화반응부와 고온연소 산화반응부로 구분된다. 이러한 과정에서 무기탄소를 제거한 시료에서 일정량의 시료를 정확하게 취하여 산화반응조로 이송하는 것이 측정 정확성에 있어서 매우 중요하다.Conventional on-line total organic carbon continuous automatic measuring apparatus comprises a sample and reagent injecting unit, an inorganic carbon removing unit, an oxidation reaction unit, a detecting unit, and an operation control unit (FIG. 1). In the case of the oxidation reaction part, it is divided into the ultraviolet oxidation reaction part and the high temperature combustion oxidation reaction part depending on the oxidation method. In this process, it is very important to precisely take a certain amount of sample from the sample from which the inorganic carbon has been removed and transfer it to the oxidation reaction tank.
일반적으로 무기탄소 제거부와 산화반응부는 독립적으로 구성되어 있고, 무기탄소를 제거한 시료를 산화반응부로 이송하기 위하여 연동펌프 및 시린지펌프 등 다양한 펌프와 이송관을 통하여 시료를 이송한다. 그러나 이러한 과정에서 펌프의 정확도 및 성능 저하 등의 원인으로 인하여 이송과정에서 시료가 유실되거나 산화반응부로 시료를 정량적으로 이송하지 못하는 문제점이 발생한다. 특히, 연속자동측정장치의 경우에는 이러한 문제점으로 인하여 시료를 정량적으로 이송하지 못할 경우 중대한 측정 오류가 발생할 수 있으며 이러한 측정오류의 발생빈도가 빈번하여, 정확한 TOC 측정을 방해하는 주요 원인이 되고 있다.In general, the inorganic carbon decontamination and the oxidation reaction unit are independently constructed. In order to transfer the sample from which the inorganic carbon has been removed to the oxidation reaction unit, the sample is transferred through various pumps such as a peristaltic pump and a syringe pump and a transfer pipe. However, in such a process, there is a problem that the sample is lost during the transfer process or the sample can not be transferred quantitatively to the oxidation reaction unit due to the cause of the accuracy and performance degradation of the pump. In particular, in the case of a continuous automatic measuring apparatus, if a sample can not be quantitatively transferred due to such a problem, a significant measurement error may occur. Such a measurement error frequently occurs, which is a major cause of obstructing accurate TOC measurement.
최근 종래의 기술을 개선한 대한민국 등록특허 제1576603호(정량주입용 샘플루프를 장착한 이산화탄소의 총량연산방식의 총유기탄소 측정장치 및 이를 이용한 총유기탄소 측정방법)는 정량루프관 또는 연산처리부의 기능을 개선하여 이러한 문제점을 해결하고자 하였다(도 2). 또한, 분석시간을 기존 장비에 비하여 3배 정도 단축시킴으로써 연산처리부에서 3회 반복 측정한 결과의 평균값을 사용하여 정확도를 개선하는 연구도 진행되었다. 그러나 이러한 경우에도 시료 이송으로 인하여 발생하는 기술적 한계를 근본적으로 해결하지는 못하고 있다.Recently, Korean Patent No. 1576603 (total organic carbon measuring apparatus using total amount of carbon dioxide equipped with sample loop for quantitative injection and total organic carbon measuring method using the same) improved the conventional technique, To solve these problems by improving the function (Fig. 2). In addition, research has been carried out to improve the accuracy by using the mean value of three times repeated measurements in the processing unit by shortening the analysis time about 3 times as compared with the existing equipment. However, even in this case, the technical limitations caused by the sample transfer can not be fundamentally solved.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 기존 총유기탄소 연속자동측정장치에서 무기탄소 제거후 시료를 산화조로 이송하지 않고 동일한 반응조에서 시료의 산화가 이루어지도록 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a continuous total organic carbon automatic measuring apparatus capable of oxidizing a sample in the same reaction tank without removing the inorganic carbon after transferring the sample to the oxidation tank. And a method for measuring the total organic carbon.
본 발명의 또 다른 목적은 무기탄소 제거후 시료를 산화조로 이송하는 과정에서 발생되는 시료 유실로 인한 연속자동측정시 오류 발생을 근본적으로 해결하고, 동시에 총유기탄소 연속자동측정시의 측정의 정확성을 상시 유지할 수 있는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for solving the problem of error in continuous automatic measurement due to loss of sample generated in the process of transferring a sample to an oxidation tank after removal of inorganic carbon, A total organic carbon measuring device provided with an integral oxidation reaction tank which can be maintained at all times, and a measuring method thereof.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치는 분석 시료, 시약 및 고순도가스를 선택적으로 산화반응부로 유입하는 제1 다채널밸브; 상기 분석 시료 및 시약을 혼합하고, 산화램프로 상기 분석 시료 내의 유기탄소를 산화하는 상기 산화반응부; 상기 산화반응부, 시린지펌프 및 검출부를 선택적으로 연통하여, 탄산염 또는 이산화탄소 형태로 존재하는 무기탄소를 상기 시린지펌프 또는 검출부를 통하지 않고 배출구를 통하여 외부로 배출하거나 상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 상기 시린지펌프 또는 상기 검출부로 선택적으로 공급하는 것을 조절하는 스위칭밸브; 상기 스위칭밸브 및 상기 시린지펌프와 연통되어, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 상기 이산화탄소가 이송되는 유로를 변경할 수 있는 제2 다채널밸브; 및 상기 산화반응부의 압력을 조절하여 상기 제1 다채널밸브로부터 상기 분석 시료 및 시약을 상기 산화반응부로 유입하거나, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 포집하거나, 포집된 상기 이산화탄소를 상기 검출부로 공급하는 상기 시린지펌프를 포함할 수 있다.In order to accomplish the above object, a total organic carbon measuring apparatus having an integrated oxidation reaction tank according to a preferred embodiment of the present invention includes a first multi-channel valve for selectively introducing analytical sample, reagent and high purity gas into the oxidation reaction unit, ; The oxidation reaction unit mixing the analytical sample and the reagent and oxidizing organic carbon in the analytical sample with an oxidation lamp; The syringe pump and the detection unit are selectively connected to the oxidation reaction unit, the inorganic carbon present in the form of carbonate or carbon dioxide is discharged to the outside through the discharge port without passing through the syringe pump or the detection unit, or the carbon dioxide A switching valve for selectively controlling the supply to the syringe pump or the detection unit; A second multichannel valve communicating with the switching valve and the syringe pump, the second multichannel valve capable of changing a flow path through which the carbon dioxide produced by oxidizing organic carbon in the oxidation reaction unit is transferred; And a control unit for controlling the pressure of the oxidation reaction unit to flow the analytical sample and reagent from the first multi-channel valve to the oxidation reaction unit, or to capture carbon dioxide produced by oxidation of organic carbon in the oxidation reaction unit, And the syringe pump to supply the detection signal to the detection unit.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치는, 상기 제1 다채널밸브에 연결되어, 탄산염 또는 이산화탄소 형태로 존재하는 상기 무기탄소를 외부로 배출하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 무기탄소제거용 유량조절계; 상기 제1 다채널밸브에 연결되어, 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 시린지펌프에 포집하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 유기탄소측정용 유량조절계; 및 상기 스위칭밸브 및 검출부에 연결되어, 상기 시린지펌프에 포집된 이산화탄소를 상기 검출부로 이송하는 고순도가스의 공급 여부를 모니터링하고, 상기 검출부로 공급되는 고순도가스의 유량을 일정하게 유지해주는 질량유량조절계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the total organic carbon measuring apparatus having the integrated oxidation reaction tank may further include a high-purity gas detector connected to the first multi-channel valve for detecting the presence of the high-purity gas used for discharging the inorganic carbon existing in the form of carbonate or carbon dioxide A flow controller for removing inorganic carbon to regulate the supply; A flow rate controller for measuring organic carbon, which is connected to the first multi-channel valve and regulates supply of high purity gas used for collecting carbon dioxide produced by oxidation of organic carbon into a syringe pump; And a mass flow rate controller connected to the switching valve and the detection unit for monitoring whether or not high purity gas is supplied for transferring the carbon dioxide captured by the syringe pump to the detection unit and for maintaining the flow rate of the high purity gas supplied to the detection unit constant .
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치에 있어서, 상기 산화반응부는, 자외선을 조사하여 상기 분석 시료를 이산화탄소와 물로 산화시키는 자외선산화램프; 상기 자외선산화램프의 광의 세기를 감지할 수 있는 포토다이오드센서; 자외선 조사가 가능하도록 석영재질로 제작된 반응조; 분석 시료와 시약을 혼합하는 교반기 및 상기 분석 시료가 반응조로 정상적으로 유입되는지 여부를 감지할 수 있는 시료유입감지센서를 포함할 수 있다. In one embodiment, in the total organic carbon measuring apparatus having the integrated oxidation reaction tank, the oxidation reaction unit may include an ultraviolet oxidation lamp for irradiating ultraviolet rays to oxidize the analytical sample to carbon dioxide and water; A photodiode sensor capable of detecting intensity of light of the ultraviolet oxidation lamp; A reaction tank made of quartz to enable ultraviolet irradiation; An agitator for mixing the analytical sample and the reagent, and a sample inlet sensor for detecting whether the analytical sample is normally introduced into the reaction tank.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치에 있어서,상기 검출부는 이산화탄소를 검출하는 비분산적외선검출기를 포함하며, 상기 제2 다채널밸브는 시린지펌프의 작동상태가 정상인지 여부를 판단할 수 있는 압력센서를 포함할 수 있다.In one embodiment, in the total organic carbon measuring apparatus having the integral oxidation reaction tank, the detection unit may include a non-dispersion infrared detector for detecting carbon dioxide, and the second multi-channel valve may be configured to detect whether the operation state of the syringe pump is normal And a pressure sensor capable of determining whether or not it is possible.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치에 있어서, 상기 스위칭밸브는, 상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 검출부로 일정량을 주입할 수 있도록 일정량의 부피를 가지는 시료고리관을 포함하고, 상기 검출부의 감도를 저하시키는 수분을 제거하기 위한 수분트랩이 연결되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, in the total organic carbon measuring apparatus having the integrated oxidation reaction tank, the switching valve may include a sample ring having a predetermined volume to inject a predetermined amount of carbon dioxide produced by oxidation of the organic carbon, And a moisture trap for removing moisture that lowers the sensitivity of the detection unit is connected.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법은, 분석 시료와 시약을 제1 다채널밸브와 연통되는 산화반응부에 유입하는 단계; 고순도가스를 공급하여 상기 분석 시료 내에 탄산염 또는 이산화탄소 형태로 존재하는 무기탄소를 상기 산화반응부와 연통되는 스위칭밸브로 이송시키고, 시린지펌프 및 검출부를 통하지 않고 상기 스위칭밸브의 배출구를 통하여 외부로 배출시키는 단계; 무기탄소가 제거된 상기 산화반응부 내의 상기 분석 시료에 자외선을 조사하여 상기 분석 시료내의 유기탄소를 산화시켜 이산화탄소를 생성하는 단계; 상기 산화반응부 내의 상기 유기탄소를 산화시켜 생성된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브와 연통되는 시린지펌프로 포집하는 단계; 상기 포집된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브와 연통되는 검출부로 이송하는 단계; 및 상기 검출부로 이송된 상기 유기탄소를 산화시켜 생성된 이산화탄소의 양을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.A method for measuring total organic carbon having an integrated oxidation reactor according to a preferred embodiment of the present invention includes the steps of introducing an analyte and a reagent into an oxidation reaction unit communicating with a first multi-channel valve; A high purity gas is supplied to transfer the inorganic carbon present in the form of carbonate or carbon dioxide into the analysis sample to a switching valve communicating with the oxidation reaction unit and discharged to the outside through the outlet of the switching valve without passing through the syringe pump and the detection unit step; Irradiating ultraviolet rays to the analytical sample in the oxidation reaction unit from which the inorganic carbon has been removed to oxidize organic carbon in the analytical sample to generate carbon dioxide; Collecting carbon dioxide produced by oxidizing the organic carbon in the oxidation reaction unit with a syringe pump communicating with the switching valve; Transferring the collected carbon dioxide to a detecting portion communicating with the switching valve; And measuring an amount of carbon dioxide generated by oxidizing the organic carbon transferred to the detection unit.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법에 있어서, 탄산염 및 이산화탄소를 포함하는 상기 무기탄소를 외부로 배출시키는 단계는, 상기 무기탄소를 외부로 배출하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 무기탄소 제거용 유량조절계의 밸브를 ON 상태로 조작하고, 사전에 설정된 유량으로 고순도가스를 상기 산화반응부로 주입하는 단계; 상기 스위칭밸브를 조작하여 상기 산화반응조에서 고순도가스와 함께 휘발되어 기체화된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브의 배출구로 배출함으로써 분석 시료내 무기탄소를 제거하는 단계; 및 무기탄소 제거가 완료되면 상기 무기탄소제거용 유량조절계의 밸브를 OFF 상태로 조작하여 고순도가스의 유입을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method for measuring total organic carbon having the integrated oxidation reaction tank, the step of discharging the inorganic carbon containing carbonates and carbon dioxide to the outside may include the steps of discharging the inorganic carbon to a high purity gas Operating the valve of the flow rate controller for removing inorganic carbon to control the supply of the high-purity gas to the oxidation reaction unit at a preset flow rate; Removing the inorganic carbon in the analytical sample by discharging the gasified carbon dioxide, which is volatilized together with the high-purity gas in the oxidation reaction tank, to the outlet of the switching valve by operating the switching valve; And closing the valve of the flow rate controller for removing the inorganic carbon when the removal of the inorganic carbon is completed, to block the inflow of the high purity gas.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법에 있어서, 상기 산화반응부 내의 상기 유기탄소를 산화시켜 생성된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브와 연통되는 시린지펌프로 포집하는 단계는, 상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 시린지펌프에 포집하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 유기탄소측정용 유량조절계의 밸브를 ON 상태로 조작하고, 사전에 설정된 유량으로 고순도가스를 상기 산화반응조로 주입하는 단계; 상기 스위칭밸브 및 제2 다채널밸브를 조작하여 상기 산화반응조와 시린지펌프가 연통되도록 하고, 상기 시린지펌프를 작동시켜 고순도가스와 함께 휘발되어 기체화된 이산화탄소를 시린지로 포집하는 단계; 및 상기 포집이 완료되면 유기탄소측정용 유량조절계의 밸브를 OFF 상태로 조작하여 고순도가스의 유입을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of collecting carbon dioxide produced by oxidizing the organic carbon in the oxidation reaction unit with a syringe pump, which is in communication with the switching valve, in the method of measuring total organic carbon with the integrated oxidation reaction tank, The valve of the flow rate controller for measuring the organic carbon for controlling the supply of the high purity gas used for collecting the carbon dioxide produced by the oxidation of the organic carbon to the syringe pump is turned ON and the high purity gas is supplied to the oxidation reactor ; Operating the switching valve and the second multi-channel valve to allow the oxidation reaction tank and the syringe pump to communicate with each other; operating the syringe pump to collect gasified carbon dioxide volatilized with high purity gas into a syringe; And stopping the flow of the high-purity gas by operating the valve of the flow rate controller for measuring organic carbon to OFF when the collection is completed.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법에 있어서, 상기 포집된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브와 연통되는 측정부로 이송하는 단계는, 상기 스위칭밸브 및 검출부에 연결된 질량유량조절계가 상기 시린지펌프에 포집된 이산화탄소를 상기 검출부로 이송하는 고순도가스의 공급 여부를 모니터링하고, 상기 검출부로 공급되는 고순도가스의 유량을 일정하게 유지해주는 단계; 및 상기 스위칭밸브에 연결된 수분트랩이 상기 검출부의 감도를 저하시키는 수분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of transferring the collected carbon dioxide to the measuring unit communicating with the switching valve may include the step of controlling the mass flow rate controller connected to the switching valve and the detecting unit, Monitoring whether or not high-purity gas is supplied to transfer the carbon dioxide captured by the syringe pump to the detection unit, and maintaining a constant flow rate of the high-purity gas supplied to the detection unit; And removing the water trap which is connected to the switching valve to reduce the sensitivity of the detection unit.
일 실시예로서, 상기 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법은, 시료유입감지센서를 이용하여 분석시료와 시약이 유입되지 않을 경우 이상여부를 사용자가 감지할 수 있도록 화면 또는 이상코드를 자동으로 발생하는 단계; 압력센서로 시린지의 내부압력을 측정하여 시린지 펌프 성능을 모니터링하고 시린지펌프 성능이 일정기준 이하로 저하되기 시작하는 경우 사용자에게 사전에 이상코드를 자동으로 발생하는 단계; 포토다이오드센서를 이용하여 분석시료를 산화하기 위하여 사용하는 자외선산화램프의 성능을 모니터링하고 성능이 일정기준 이하로 저하되기 시작하는 경우 사용자에게 사전에 이상코드를 자동으로 발생하는 단계; 무기탄소제거용 유량조절계, 유기탄소측정용 유량조절계 및 질량유량조절계를 이용하여 고순도가스의 사용량을 산정하여 초기 입력된 고순도가스 용량과 비교하여 남아있는 잔량이 일정기준 이하이면 사용자에게 사전에 이상코드를 자동으로 발생하는 단계; 질량유량조절계를 이용하여 비분산적외선검출기로 이산화탄소를 이송하는 고순도가스의 유량을 모니터링하면서 일정기준 범위에서 벗어나는 경우 이상코드를 자동으로 발생하는 단계 중에서 하나 이상의 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the total organic carbon measurement method including the integral oxidation reaction tank may include a screen or an abnormality code so that the user can detect whether the analyte and the reagent are abnormal when the analyte and the reagent are not introduced using the sample introduction sensor. ; Monitoring the performance of the syringe pump by measuring the internal pressure of the syringe with a pressure sensor and automatically generating an anomaly code in advance when the syringe pump performance begins to fall below a certain level; Monitoring the performance of an ultraviolet oxidation lamp used for oxidizing an analytical sample using a photodiode sensor and automatically generating an anomaly code in advance when the performance begins to drop below a predetermined standard; The amount of high purity gas is calculated by using a flow rate controller for removal of inorganic carbon, a flow rate controller for measuring organic carbon, and a mass flow rate controller. If the remaining amount of the high purity gas is less than a predetermined standard, Automatically; Monitoring the flow rate of the high purity gas that transfers carbon dioxide to the non-dispersive infrared detector using a mass flow rate controller, and automatically generating an abnormal code if the flow rate deviates from a predetermined reference range.
본 발명의 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 그 측정방법에 따르면, 총유기탄소 연속자동측정장치의 무기탄소제거와 산화단계를 동일한 반응조에서 수행되도록 함으로써, 시료 유실에 따른 재현성 및 정확성의 문제를 해결할 수 있고 시스템이 간소화됨으로써 사용자가 보다 용이하게 측정장치를 유지관리 할 수 있다.According to the total organic carbon measuring instrument and the measuring method of the present invention, it is possible to carry out the removal of inorganic carbon and the oxidation step of the total organic carbon continuous automatic measuring apparatus in the same reaction tank, thereby improving the reproducibility and accuracy Can be solved and the system can be simplified so that the user can more easily maintain the measuring apparatus.
또한, 종래의 경우 시료내 무기탄소를 연속적으로 제거하도록 구성되어 있어 고순도가스를 연속적으로 주입하여야 하고, 이에 따라 고가의 고순도가스의 소모량이 증가하는 요인이 되었으나, 본 발명의 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 그 측정방법에 따르면, 일체형 산화반응조에서 무기탄소가 제거된 후 유기탄소 산화단계가 진행되면 무기탄소 제거를 위한 고순도가스의 사용이 차단되어 고순도가스의 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the conventional method, the inorganic carbon in the sample is continuously removed so that the high purity gas must be continuously injected, thereby increasing the consumption amount of the expensive high purity gas. However, According to the total organic carbon measuring device and the measuring method thereof, when the organic carbon is oxidized after the inorganic carbon is removed from the integrated oxidation tank, the use of high purity gas for removing inorganic carbon is blocked, It is effective.
또한, 본 발명에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법에 따르면, 실시간으로 측정장치의 상태를 진단하여, 부품의 정상작동 여부 및 교체주기를 사용자에게 알려줌으로써, 연속자동측정장치의 측정 정확성을 유지할 수 있게 된다.In addition, according to the total organic carbon measuring method of the present invention, it is possible to diagnose the state of the measuring apparatus in real time, to inform the user of the normal operation of the component and the replacement cycle, The accuracy can be maintained.
도 1은 종래의 총유기탄소 측정장치의 구성도이다.
도 2는 종래의 샘플루프를 이용한 총유기탄소 측정장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 총유기탄소 연속자동측정장치의 모식도이다.1 is a configuration diagram of a conventional total organic carbon measuring apparatus.
2 is a configuration diagram of a total organic carbon measuring apparatus using a conventional sample loop.
3 is a schematic diagram of a total organic carbon continuous automatic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 총유기탄소 연속자동측정장치의 구성도이다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치는 분석 시료, 시약 및 고순도가스를 선택적으로 산화반응부로 유입하는 제1 다채널밸브;상기 분석 시료 및 시약을 혼합하여 무기탄소를 산화하고, 산화램프로 상기 분석 시료 내의 유기탄소를 산화하는 상기 산화반응부; 상기 산화반응부, 시린지펌프 및 검출부를 선택적으로 연통하여, 탄산염 및 이산화탄소를 포함한 상기 무기탄소를 상기 시린지펌프 또는 상기 검출부를 통하지 않고 외부로 배출하거나 상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 상기 시린지펌프 또는 상기 검출부로 선택적으로 공급하는 것을 조절하는 스위칭밸브; 상기 스위칭밸브 및 상기 시린지펌프와 연통되어, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 상기 이산화탄소가 이송되는 유로를 변경할 수 있는 제2 다채널밸브; 및 상기 산화반응부의 압력을 조절하여 상기 제1 다채널밸브로부터 상기 분석 시료 및 시약을 상기 산화반응부로 유입하거나, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 포집하거나, 포집된 상기 이산화탄소를 상기 검출부로 공급하는 상기 시린지펌프를 포함할 수 있다.3 is a configuration diagram of a total organic carbon continuous automatic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the apparatus for measuring total organic carbon with integrated oxidation reaction tank according to the present invention comprises a first multi-channel valve for selectively introducing analytical sample, reagent and high purity gas into an oxidation reaction unit, The oxidation reaction unit oxidizing the inorganic carbon and oxidizing the organic carbon in the analysis sample with an oxidation lamp; The syringe pump and the detection unit are selectively connected to the oxidation reaction unit, the inorganic carbon containing carbonate and carbon dioxide is discharged to the outside without passing through the syringe pump or the detection unit, or the carbon dioxide generated by oxidation of the organic carbon is supplied to the syringe pump Or a switching valve for selectively controlling the supply to the detection unit; A second multichannel valve communicating with the switching valve and the syringe pump, the second multichannel valve capable of changing a flow path through which the carbon dioxide produced by oxidizing organic carbon in the oxidation reaction unit is transferred; And a control unit for controlling the pressure of the oxidation reaction unit to flow the analytical sample and reagent from the first multi-channel valve to the oxidation reaction unit, or to capture carbon dioxide produced by oxidation of organic carbon in the oxidation reaction unit, And the syringe pump to supply the detection signal to the detection unit.
이러한 각 구성요소는 테프론(teflon) 또는 스테인레스강(stainless steel) 튜브로 연결될 수 있다.Each of these components can be connected to a teflon or stainless steel tube.
일 실시예로서, 상기 산화반응부는, 자외선을 조사하여 상기 분석 시료를 이산화탄소와 물로 산화시키는 자외선산화램프; 상기 자외선산화램프의 광의 세기를 감지할 수 있는 포토다이오드센서; 자외선 조사가 가능하도록 석영재질로 제작된 반응조; 분석 시료와 시약을 혼합하는 교반기 및 상기 분석 시료가 반응조로 정상적으로 유입되는지 여부를 감지할 수 있는 시료유입감지센서를 포함할 수 있다.In one embodiment, the oxidation reaction unit includes an ultraviolet oxidation lamp for irradiating ultraviolet rays to oxidize the analytical sample to carbon dioxide and water; A photodiode sensor capable of detecting intensity of light of the ultraviolet oxidation lamp; A reaction tank made of quartz to enable ultraviolet irradiation; An agitator for mixing the analytical sample and the reagent, and a sample inlet sensor for detecting whether the analytical sample is normally introduced into the reaction tank.
본 발명에 따른 산화반응부(50)는 분석 시료와 시약을 혼합하고, 무기탄소를 제거하거나, 분석 시료를 유기성물질로 산화한다. The
위에서 언급한 바와 같이 총유기탄소를 측정하기 위해서는 1) 분석 시료 및 시약주입단계; 2) 분석 시료내 무기탄소제거단계; 3) 유기탄소 산화단계; 4) 산화 부산물인 이산화탄소(CO2) 가스 회수단계; 5) 회수된 이산화탄소를 비분산적외선 검출기로 이송하여 검출한 후, 총유기탄소를 계산하는 측정단계; 6) 분석 시료배출 및 세척단계를 수행해야 한다. In order to measure total organic carbon as mentioned above, 1) the steps of injecting analytes and reagents; 2) an inorganic carbon removal step in the analytical sample; 3) organic carbon oxidation step; 4) a step of recovering carbon dioxide (CO 2 ) gas which is a by-product of oxidation; 5) a measurement step of calculating the total organic carbon after transferring the recovered carbon dioxide to a non-dispersive infrared detector and detecting it; 6) Analytical sample discharge and cleaning steps should be performed.
본 발명에서는 분석 시료 및 시약을 주입하기 위하여 제1 다채널밸브(20)를 분석 시료(25)와 연결되도록 조정하고, 시린지펌프(10)를 이용하여 분석 시료를 산화반응조(52)로 일정량 공급되도록 한다. 이때 산화반응조(52)에 공급된 분석 시료내에는 탄산염(CO3 -2), 중탄산염(HCO3 -)과 같이 무기성 탄소화합물 상태로 존재하기도 한다. 이러한 무기성탄소화합물를 제거하지 않은 경우 산화후 이산화탄소 상태로 존재하므로 총유기탄소를 측정하는데 있어 오차를 유발시키는 원인이 된다. 이러한 탄산염(CO3 -2), 중탄산염(HCO3 -)의 경우 산성(pH<4) 상태에서 이산화탄소로 존재하므로, 본 발명의 일 실시예에 따라 인산시약(24)를 산화반응조(52)에 주입하고 교반기(51)로 혼합하면 분석 시료내 무기탄소는 이산화탄소형태로 존재한다.In the present invention, the first multi-channel valve 20 is adjusted to be connected to the
이산화탄소형태로 존재하는 무기탄소를 분석 시료에서 제거하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 교반기(51)를 작성시킨 상태에서 고순도가스와 연결된 무기탄소제거용 유량조절계(21)의 밸브를 On 상태로 조작하고, 사전에 설정된 유량으로 고순도가스가 산화반응조(52)로 주입되도록 한다. 스위칭밸브(40)를 조작하여 산화반응조(52)에서 고순도가스와 함께 휘발되어 기체화된 이산화탄소를 스위칭밸브(40)의 배출구로 배출함으로써 분석 시료내 무기탄소를 제거한다. 무기탄소 제거가 완료되면 무기탄소제거용 유량조절계(21)의 밸브를 Off 상태로 조작하여 고순도가스의 유입을 차단한다.In order to remove the inorganic carbon existing in the carbon dioxide form from the analytical sample, the valve of the
종래의 기술에서는 무기탄소를 제거하는 모듈이 산화조와 별개로 구성되어 있고, 분석 시료내 무기탄소를 연속적으로 제거하도록 구성되어 있어, 고순도가스를 연속적으로 주입하는 것이 통상적이다. 이러한 장치 구성으로 인하여 고순도가스의 소모가 장치를 운영하는 동안 상시 발생하는 기술적 한계를 가지고 있다. In the prior art, the module for removing inorganic carbon is configured separately from the oxidizing tank, and is configured to continuously remove the inorganic carbon in the analytical sample, and it is common to continuously inject the high purity gas. Due to this device configuration, the consumption of high purity gas has technical limitations that occur at all times during operation of the device.
또한 종래의 기술에서는 무기탄소를 제거한 분석 시료는 산화반응조로 이송하여 분석 시료를 산화하는 것이 통상적인 기술이나, 본 발명에서는 동일한 반응조에서 산화가 가능하도록 상기와 같이 장치를 구성함으로써 펌프 및 밸브의 기능저하로 인하여 이송관에서 분석 시료가 잔류하는 기술적 한계를 개선할 수 있도록 하였다.In the prior art, it is common practice to transfer the analytical sample from which the inorganic carbon has been removed to the oxidation reaction tank to oxidize the analytical sample. However, in the present invention, by constituting the apparatus as described above so as to be oxidizable in the same reaction tank, So that the technical limit of the analytical sample remaining in the transfer tube can be improved.
무기탄소가 제거된 후 분석 시료에 시린지펌프(10), 제1 다채널밸브(20)및 스위칭밸브(40)를 조작하여 과황산칼륨(23) 산화제를 주입하고 교반기(51)를 작동시켜 균일하게 혼합되도록 한다. 또한 자외선산화램프(55)를 작동시켜 산화제가 혼합된 분석 시료내 존재하는 유기물질에 자외선을 조사하고, 이때 185nm와 254nm 영역의 자외선에 의하여 유기물질은 CO2와 H2O로 산화된다. After the inorganic carbon is removed, the
유기물질이 산화되어 생성된 CO2를 가스상태로 회수하기 위하여, 교반기(51)를 작성시킨 상태에서 고순도가스와 연결된 유기탄소측정용 유량조절계(22)의 밸브를 On 상태로 조작하고, 사전에 설정된 유량으로 고순도가스가 산화반응조(52)로 주입되도록 한다. 이때 스위칭밸브(40)와 제2 다채널밸브(30)를 조작하여 산화반응조(52)와 시린지펌프(10)가 연통되도록 하고, 시린지펌프(10)를 작동시켜 고순도가스와 함께 휘발되어 기체화된 이산화탄소 를 시린지(12)로 포집한다. 이산화탄소가스 포집이 완료되면 유기탄소측정용 유량조절계(22)의 밸브를 Off 상태로 조작하여 고순도가스의 유입을 차단한다. 이때 시린지(12)는 가열기(11)에 의하여 항온 상태를 유지하도록 한다.In order to recover the CO2 generated by the oxidation of the organic substance in the gaseous state, the valve of the
본 발명의 보다 바람직한 일실시예로서, 상기 제2 다채널밸브는 상기 이산화탄소가스를 포집하는 시린지(12)의 가스의 밀폐여부를 확인할 수 있는 압력센서(32)를 포함할 수 있고, 상기 시린지펌프는 시린지(12) 내부의 온도를 항온으로 유지하는 가열기(11)를 포함할 수 있다.The second multi-channel valve may include a
포집된 이산화탄소는 측정을 위하여 비분산적외선검출기(60)로 이송되어야 한다. 정확한 측정을 위하여 비분산적외선검출기(60)에 포집된 이산화탄소가스를 일정량을 주입하기 위하여 스위칭밸브(40)에 장착된 시료고리관(44)으로 이송된다. 이때, 시료고리관(44)으로 이송된 이산화탄소가 일정한 유량으로 비분산적외선검출기(60)로 이송이 가능하도록 한다. 비분산적외선검출기(60)로 이산화탄소가 주입되면 비분산적외선검출기(60)에서는 이를 전기신호로 변환시키고, 운영프로그램에서는 발생된 전기신호를 적분함으로써 총유기탄소 농도로 환산한다.The captured carbon dioxide must be transferred to a non-dispersive
본 발명의 일 실시예로서, 상기 이산화탄소를 비분산적외선검출기(60)로 운반해주는 고순도가스의 공급여부를 모니터링하고, 측정 정확도 및 재현성 등 측정안정성을 확보하기 위하여 고순도가스의 유량을 일정하게 유지해주는 MFC(41)와 이송되는 가스내 비분산적외선검출기(60)의 측정감도에 영향을 주는 수분을 제거하기 위한 수분트랩(42)을 더 포함할 수 있다. 이때, 수분트랩(42)에 회수된 수분을 제거함으로써 장기간 사용이 가능하도록 하기 위하여 비분산적외선검출기(60)로 이산화탄소가 주입되는 동안 유량조절계(42)의 밸브와 유량계를 조작하여 고순도가스가 일정유량으로 주입되도록 하고, 이를 통하여 수분트랩(42)에 남아있는 수분을 제거하도록 한다. As an embodiment of the present invention, it is possible to monitor the supply of the high-purity gas that carries the carbon dioxide to the non-dispersive
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 그 측정방법에 따르면, 총유기탄소 연속자동측정장치의 무기탄소제거와 산화단계를 동일한 반응조에서 수행되도록 함으로써, 시료 유실에 따른 재현성 및 정확성의 문제를 해결할 수 있고 시스템이 간소화됨으로써 사용자가 보다 용이하게 측정장치를 유지관리할 수 있다.As described in detail above, according to the apparatus for measuring total organic carbon and the method for measuring the total organic carbon having the integrated oxidation reaction tank of the present invention, the inorganic carbon removal and oxidation steps of the total organic carbon continuous automatic measuring apparatus are performed in the same reaction tank , The problem of reproducibility and accuracy due to sample loss can be solved, and the system can be simplified, so that the user can more easily maintain the measuring apparatus.
표 1은 본 발명에 따른 측정장치의 재현성 및 정확성을 나타내는 측정 불확도(Uncertainty) 값을 나타내었다. 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치와 종래의 무기탄소제거부 및 산화반응조가 분리된 분리형 총유기탄소 측정장치 각각에 대하여 측정에 영향을 미치는 주요 요인들에 대한 불확도 값을 산정하였다. Table 1 shows the measurement uncertainty values indicating the reproducibility and accuracy of the measuring apparatus according to the present invention. As shown in Table 1, the total organic carbon measuring apparatus equipped with the integrated oxidation reaction tank according to the present invention and the conventional separating type organic carbon measuring apparatus in which inorganic carbon decontamination and oxidation tank were separated from each other, The uncertainty values for the factors were estimated.
상기 측정에 영향을 미치는 주요 요인 중 시료주입은 펌프에 의한 시료주입, 무기탄소제거부의 시료주입, 산화부의 시료주입, 시료루프의 시료주입으로 구분되는데, 종래의 분리형 총유기탄소 측정장치는 불확도에 기여율이 가장 높은 산화부의 시료주입의 불확도 0.050을 나타내고 있다.Among the main factors influencing the measurement, the sample injection is divided into a pump injection, an inorganic carbon removal sample injection, an oxidation injection sample injection, and a sample loop injection. The conventional separation type total organic carbon measurement device has an uncertainty The uncertainty of the sample injection of the oxidized part with the highest contribution rate is 0.050.
그러나, 본 발명에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치는 일체형 구조에 의한 장치의 간소화로 상기 산화부의 시료주입 단계가 제거되고, 이로 인해 산화부의 시료주입에 의한 전체 불확도에 미치는 영향이 소멸되어 전체 불확도 합계를 감소시키는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 측정방법에 따르면, 측정의 재현성 및 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.However, the apparatus for measuring total organic carbon having the integrated oxidation reaction tank according to the present invention eliminates the step of injecting the sample in the oxidation part by simplifying the apparatus by the integral structure, and thus has an influence on the total uncertainty due to injection of the sample in the oxidized part And the total uncertainty sum is reduced. Therefore, according to the apparatus and method for measuring total organic carbon with integrated oxidation reaction tank according to the present invention, reproducibility and accuracy of measurement can be improved.
또한, 종래의 경우 시료내 무기탄소를 연속적으로 제거하도록 구성되어 있어 고순도가스를 연속적으로 주입하여야 하고, 이에 따라 고가의 고순도가스의 소모량이 증가하는 요인이 되었으나, 본 발명의 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치 및 그 측정방법에 따르면, 일체형 산화반응조에서 무기탄소가 제거된 후 유기탄소 산화단계가 진행되면 무기탄소 제거를 위한 고순도가스의 사용이 차단되어 고순도가스의 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the conventional method, the inorganic carbon in the sample is continuously removed so that the high purity gas must be continuously injected, thereby increasing the consumption amount of the expensive high purity gas. However, According to the total organic carbon measuring device and the measuring method thereof, when the organic carbon is oxidized after the inorganic carbon is removed from the integrated oxidation tank, the use of high purity gas for removing inorganic carbon is blocked, It is effective.
또한, 본 발명에 따른 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법에 따르면, 실시간으로 측정장치의 상태를 진단하여, 부품의 정상작동 여부 및 교체주기를 사용자에게 알려줌으로써, 연속자동측정장치의 측정 정확성을 유지할 수 있게 된다.In addition, according to the total organic carbon measuring method of the present invention, it is possible to diagnose the state of the measuring apparatus in real time, to inform the user of the normal operation of the component and the replacement cycle, The accuracy can be maintained.
상기한 바에서, 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통산의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경기술 할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. In the above description, each component and / or function described in the embodiments may be combined and combined. If a person skilled in the art is familiar with the technical idea of the present invention, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
10: 시린지펌프 32: 압력센서
11: 가열기 33: 플러그(포트막힘)
12: 시린지 40: 스위칭 밸브
20: 제1 다채널밸브 41: 질량유량조절계(MFC)
21: 무기탄소제거용 유량조절계 42: 유량조절계
22: 유기탄소측정용 유량조절계 43: 수분트랩
23: 시약 (과황산칼륨) 44: 시료고리관
24: 시약 (인산) 50: 일체형산화반응부(무기탄소제거/산화반응)
25: 분석 시료 51: 교반기
26: 표준액 52: 산화반응조
27: 증류수 (희석수) 53: 포토다이오드센서
28: 증류수 (세정수) 54: 분석 시료유입감지센서
29: 배출 (폐액라인) 55: 자외선 산화램프
30: 제2 다채널밸브 60: 비분산적외선(NDIR) 검출기
31: 고순도가스 10: syringe pump 32: pressure sensor
11: heater 33: plug (clogged port)
12: Syringe 40: Switching valve
20: first multi-channel valve 41: mass flow controller (MFC)
21: Flow rate controller for removing inorganic carbon 42: Flow rate controller
22: Flow rate controller for measuring organic carbon 43: Moisture trap
23: reagent (potassium persulfate) 44: sample ring tube
24: reagent (phosphoric acid) 50: integral oxidation reaction unit (inorganic carbon removal / oxidation reaction)
25: Analytical sample 51: Stirrer
26: Standard solution 52: Oxidation reaction tank
27: distilled water (diluted water) 53: photodiode sensor
28: distilled water (washing water) 54: analytical sample introduction sensor
29: discharge (waste liquid line) 55: ultraviolet oxidation lamp
30: second multi-channel valve 60: non-dispersive infrared (NDIR) detector
31: High purity gas
Claims (10)
상기 제1 다채널밸브로부터 유입된 상기 분석 시료 및 시약을 혼합하기 위한 교반기 및 반응조 외부에 장착되어 상기 분석 시료 내의 유기탄소를 산화하는 산화램프를 포함하는 상기 산화반응부;
상기 산화반응부, 시린지펌프 및 검출부를 선택적으로 연통하여, 상기 분석 시료 내에 탄산염 또는 이산화탄소 형태로 존재하는 무기탄소를 상기 시린지펌프 또는 검출부를 통하지 않고 배출구를 통하여 외부로 배출하고, 상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 상기 시린지펌프 및 상기 검출부로 선택적으로 공급하는 것을 조절하는 스위칭밸브;
상기 스위칭밸브 및 상기 시린지펌프와 연통되어, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 상기 이산화탄소가 상기 시린지펌프로 이송되도록 유로를 변경할 수 있는 제2 다채널밸브; 및
상기 제2 다채널밸브와 연결되고, 상기 스위칭밸브와 상기 제2 다채널밸브를 통하여 상기 산화반응부의 압력을 조절함으로써 상기 제1 다채널밸브로부터 상기 분석 시료 및 시약을 상기 산화반응부로 유입하고, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 포집하고, 포집된 상기 이산화탄소를 상기 검출부로 공급하는 상기 시린지펌프;
를 포함하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치.
A first multi-channel valve for selectively introducing the analysis sample, the reagent, and the high-purity gas into the oxidation reaction unit;
And a second multi-channel valve An oxidation reaction unit including an agitator for mixing the analytical sample and the reagent, and an oxidation lamp mounted outside the reaction tank for oxidizing organic carbon in the analytical sample;
Wherein the oxidation reaction unit, the syringe pump, and the detection unit are selectively connected to discharge the inorganic carbon present in the form of carbonate or carbon dioxide through the discharge port without passing through the syringe pump or the detection unit, A switching valve for controlling the supply of carbon dioxide to the syringe pump and the detection unit;
A second multichannel valve communicating with the switching valve and the syringe pump to change a flow path of the carbon dioxide generated by oxidation of organic carbon in the oxidation reaction unit to the syringe pump; And
Channel valve, the analytical sample and the reagent are introduced into the oxidation reaction unit from the first multi-channel valve by controlling the pressure of the oxidation reaction unit through the switching valve and the second multi-channel valve, A syringe pump for collecting carbon dioxide produced by oxidation of organic carbon in the oxidation reaction unit and supplying the collected carbon dioxide to the detection unit;
And an integrated oxidation reaction tank.
상기 제1 다채널밸브에 연결되어, 상기 무기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 외부로 배출하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 무기탄소제거용 유량조절계;
상기 제1 다채널밸브에 연결되어, 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 시린지펌프에 포집하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 유기탄소측정용 유량조절계; 및
상기 스위칭밸브 및 검출부에 연결되어, 상기 시린지펌프에 포집된 이산화탄소를 상기 검출부로 이송하는 고순도가스의 공급 여부를 모니터링하고, 상기 검출부로 공급되는 고순도가스의 유량을 일정하게 유지해주는 질량유량조절계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치.
The method according to claim 1,
A flow controller for removing inorganic carbon, which is connected to the first multi-channel valve and regulates the supply of high-purity gas used for discharging the carbon dioxide generated by oxidation of the inorganic carbon to the outside;
A flow rate controller for measuring organic carbon, which is connected to the first multi-channel valve and regulates supply of high purity gas used for collecting carbon dioxide produced by oxidation of organic carbon into a syringe pump; And
A mass flow rate controller connected to the switching valve and the detection unit for monitoring whether or not high purity gas is supplied for transferring the carbon dioxide captured by the syringe pump to the detection unit and for maintaining a flow rate of the high purity gas supplied to the detection unit constant;
Further comprising an integrated oxidation reaction tank (10).
자외선을 조사하여 상기 분석 시료를 이산화탄소와 물로 산화시키는 자외선산화램프; 상기 자외선산화램프의 광의 세기를 감지할 수 있는 포토다이오드센서; 자외선 조사가 가능하도록 석영재질로 제작된 반응조; 및 상기 분석 시료가 반응조로 정상적으로 유입되는지 여부를 감지할 수 있는 분석 시료유입감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치.
The apparatus of claim 1, wherein the oxidation reaction unit comprises:
An ultraviolet oxidation lamp for irradiating ultraviolet rays to oxidize the analytical sample to carbon dioxide and water; A photodiode sensor capable of detecting intensity of light of the ultraviolet oxidation lamp; A reaction tank made of quartz to enable ultraviolet irradiation; And an analytical sample inlet sensor capable of detecting whether the analytical sample is normally introduced into the reaction tank.
상기 검출부는 이산화탄소를 검출하는 비분산적외선검출기를 포함하며,
상기 제2 다채널밸브는 시린지펌프의 작동상태가 정상인지 여부를 판단할 수 있는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the detector includes a non-dispersive infrared detector for detecting carbon dioxide,
Wherein the second multi-channel valve includes a pressure sensor capable of determining whether the operation state of the syringe pump is normal or not.
상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 검출부로 일정량을 주입할 수 있도록 일정량의 부피를 가지는 분석 시료고리관을 포함하고,
상기 검출부의 감도를 저하시키는 수분을 제거하기 위한 수분트랩이 연결되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정장치.
The apparatus according to claim 1,
And an analysis sample ring pipe having a predetermined volume to inject a predetermined amount of carbon dioxide produced by oxidation of the organic carbon into the detection unit,
And a moisture trap for removing moisture that lowers the sensitivity of the detection unit is connected to the oxygen sensor.
고순도가스를 공급하여 상기 분석 시료 내에 탄산염 또는 이산화탄소 형태로 존재하는 무기탄소를 상기 산화반응부와 연통되는 스위칭밸브로 이송시키고, 시린지펌프 및 검출부를 통하지 않고 상기 스위칭밸브의 배출구를 통하여 외부로 배출시키는 단계;
무기탄소가 제거된 상기 산화반응부 내의 상기 분석 시료에 자외선을 조사하여 상기 분석 시료내의 유기탄소를 산화시켜 이산화탄소를 생성하는 단계;
상기 산화반응부 내의 상기 유기탄소를 산화시켜 생성된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브와 연통되는 시린지펌프로 포집하는 단계;
상기 포집된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브와 연통되는 검출부로 이송하는 단계; 및
상기 검출부로 이송된 상기 유기탄소를 산화시켜 생성된 이산화탄소의 양을 측정하는 단계;
를 포함하고,
상기 산화반응부는, 상기 제1 다채널밸브로부터 유입된 상기 분석 시료 및 시약을 혼합하기 위한 교반기 및 반응조 외부에 장착되어 상기 분석 시료 내의 유기탄소를 산화하는 산화램프를 구비하고,
상기 스위칭밸브 및 상기 시린지펌프와 연통되어 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 상기 이산화탄소가 상기 시린지펌프로 이송되도록 유로를 변경할 수 있는 제2 다채널밸브, 및 상기 스위칭 밸브를 조작하여 상기 산화반응부와 시린지 펌프가 연통되도록 하고, 상기 시린지펌프를 작동시켜, 상기 산화반응부의 압력을 조절하여 상기 제1 다채널밸브로부터 상기 분석 시료 및 시약을 상기 산화반응부로 유입하고, 상기 산화반응부에서 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 포집하고, 포집된 상기 이산화탄소를 상기 검출부로 공급하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법.
Introducing the analytical sample and the reagent into an oxidation reaction part communicating with the first multi-channel valve;
A high purity gas is supplied to transfer the inorganic carbon present in the form of carbonate or carbon dioxide into the analysis sample to a switching valve communicating with the oxidation reaction unit and discharged to the outside through the outlet of the switching valve without passing through the syringe pump and the detection unit step;
Irradiating ultraviolet rays to the analytical sample in the oxidation reaction unit from which the inorganic carbon has been removed to oxidize organic carbon in the analytical sample to generate carbon dioxide;
Collecting carbon dioxide produced by oxidizing the organic carbon in the oxidation reaction unit with a syringe pump communicating with the switching valve;
Transferring the collected carbon dioxide to a detecting portion communicating with the switching valve; And
Measuring an amount of carbon dioxide produced by oxidizing the organic carbon transferred to the detection unit;
Lt; / RTI >
The oxidation reaction unit includes an agitator for mixing the analytical sample and the reagent introduced from the first multi-channel valve, and an oxidation lamp mounted on the outside of the reaction tank to oxidize organic carbon in the analytical sample,
A second multichannel valve communicating with the switching valve and the syringe pump to change the flow path so that the carbon dioxide generated by oxidation of organic carbon in the oxidation reaction unit is transferred to the syringe pump; The syringe pump is operated to control the pressure of the oxidation reaction unit to flow the analytical sample and the reagent from the first multi-channel valve to the oxidation reaction unit, Collecting carbon dioxide produced by oxidation of organic carbon in the oxidation reaction tank, and supplying the collected carbon dioxide to the detection unit.
상기 무기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 외부로 배출하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 무기탄소제거용 유량조절계의 밸브를 ON 상태로 조작하고, 사전에 설정된 유량으로 고순도가스를 상기 산화반응부로 주입하는 단계;
상기 스위칭밸브를 조작하여 상기 산화반응조에서 고순도가스와 함께 휘발되어 기체화된 이산화탄소를 상기 스위칭밸브의 배출구로 배출함으로써 분석 시료내 무기탄소를 제거하는 단계; 및
무기탄소 제거가 완료되면 상기 무기탄소제거용 유량조절계의 밸브를 OFF상태로 조작하여 고순도가스의 유입을 차단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법.
The method of claim 6, wherein the step of discharging carbon dioxide produced by oxidizing the inorganic carbon to the outside comprises:
The valve of the flow rate controller for removing the inorganic carbon which controls the supply of the high purity gas used for discharging the carbon dioxide generated by the oxidation of the inorganic carbon to the outside is operated to the ON state and the high purity gas is subjected to the oxidation reaction ;
Removing the inorganic carbon in the analytical sample by discharging the gasified carbon dioxide, which is volatilized together with the high-purity gas in the oxidation reaction tank, to the outlet of the switching valve by operating the switching valve; And
Closing the valve of the flow rate controller for removing the inorganic carbon when the removal of the inorganic carbon is completed, to block the inflow of the high purity gas;
And measuring the total organic carbon content of the integrated oxidation reaction tank.
상기 시린지펌프로 포집 전에, 상기 유기탄소가 산화되어 생성된 이산화탄소를 시린지펌프에 포집하기 위하여 사용되는 고순도가스의 공급을 조절하는 유기탄소측정용 유량조절계의 밸브를 ON 상태로 조작하고, 사전에 설정된 유량으로 고순도가스를 상기 산화반응조로 주입하는 단계;
상기 포집이 완료되면 유기탄소측정용 유량조절계의 밸브를 OFF상태로 조작하여 고순도가스의 유입을 차단하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법.
7. The method of claim 6, wherein the step of collecting the carbon dioxide produced by oxidizing the organic carbon in the oxidation reaction unit with a syringe pump,
Before the syringe pump is used for collecting the organic carbon, the valve of the flow rate controller for measuring organic carbon, which controls the supply of the high purity gas used for collecting the carbon dioxide produced by the oxidation of the organic carbon into the syringe pump, is turned ON, Injecting a high purity gas into the oxidation reaction tank at a flow rate;
Blocking the flow of the high-purity gas by operating the valve of the flow rate controller for measuring organic carbon when the collection is completed;
Further comprising the step of measuring the total organic carbon concentration.
상기 스위칭밸브 및 검출부에 연결된 질량유량조절계가 상기 시린지펌프에 포집된 이산화탄소를 상기 검출부로 이송하는 고순도가스의 공급 여부를 모니터링하고, 상기 검출부로 공급되는 고순도가스의 유량을 일정하게 유지해주는 단계; 및
상기 스위칭밸브에 연결된 수분트랩이 상기 검출부의 감도를 저하시키는 수분을 제거하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법.
The method according to claim 6, wherein the step of transferring the collected carbon dioxide to a measuring unit communicating with the switching valve comprises:
Monitoring a mass flow rate controller connected to the switching valve and the detector to monitor whether high purity gas is supplied to the detector for transferring the carbon dioxide collected in the syringe pump to the detector and to maintain a constant flow rate of the high purity gas supplied to the detector; And
Removing moisture that lowers the sensitivity of the detection portion, the moisture trap connected to the switching valve;
Further comprising the step of measuring the total organic carbon concentration.
분석 시료유입감지센서를 이용하여 분석 시료와 시약이 유입되지 않을 경우 이상여부를 사용자가 감지할 수 있도록 화면 또는 이상코드를 자동으로 발생하는 단계;
압력센서로 시린지의 내부압력을 측정하여 시린지 펌프 성능을 모니터링하고 시린지펌프 성능이 일정기준 이하로 저하되기 시작하는 경우 사용자에게 사전에 이상코드를 자동으로 발생하는 단계;
포토다이오드센서를 이용하여 분석 시료를 산화하기 위하여 사용하는 자외선산화램프의 성능을 모니터링하고 성능이 일정기준 이하로 저하되기 시작하는 경우 사용자에게 사전에 이상코드를 자동으로 발생하는 단계;
무기탄소제거용 유량조절계, 유기탄소측정용 유량조절계 및 질량유량조절계를 이용하여 고순도가스의 사용량을 산정하여 초기 입력된 고순도가스 용량과 비교하여 남아있는 잔량이 일정기준 이하이면 사용자에게 사전에 이상코드를 자동으로 발생하는 단계; 및
질량유량조절계를 이용하여 비분산적외선검출기로 이산화탄소를 이송하는 고순도가스의 유량을 모니터링하면서 일정기준 범위에서 벗어나는 경우 이상코드를 자동으로 발생하는 단계 중에서 하나 이상의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 산화반응조를 구비한 총유기탄소 측정방법.The method according to claim 6,
A step of automatically generating a screen or an anomaly code so that the user can detect whether the analytical sample and the reagent are not introduced by using the analytical sample introduction sensor;
Monitoring the performance of the syringe pump by measuring the internal pressure of the syringe with a pressure sensor and automatically generating an anomaly code in advance when the syringe pump performance begins to fall below a certain level;
Monitoring the performance of an ultraviolet oxidation lamp used for oxidizing an analytical sample using a photodiode sensor and automatically generating an anomaly code in advance when the performance begins to drop below a predetermined standard;
The amount of high purity gas is calculated by using a flow rate controller for removal of inorganic carbon, a flow rate controller for measuring organic carbon, and a mass flow rate controller. If the remaining amount of the high purity gas is less than a predetermined standard, Automatically; And
Monitoring the flow rate of the high purity gas that transfers carbon dioxide to the non-dispersive infrared detector using a mass flow rate controller, and automatically generating an anomaly code when the flow rate deviates from a predetermined reference range. A method for measuring total organic carbon having a reaction tank.
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