一种IC去除装置及TOC分析系统的制作方法

一种ic去除装置及toc分析系统
技术领域
1.本实用新型涉及toc检测技术领域，具体而言，涉及一种ic去除装置及toc分析系统。


背景技术：

2.总有机碳(total organic carbon,toc)分析仪在市政供水、制药、食品饮料和微电子等行业中被大量用于水中有机污染物的定量检测。toc分析仪原理是同时将样品中的总碳(total organic carbon，tc)和无机碳(inorganic carbon，ic，分为碳酸、碳酸根离子和碳酸氢根离子)含量检测出来，并按照以下公式(1)计算样品toc含量：toc＝tc
–
ic。
3.由上述公式可知，当样品中ic含量过高(通常＞10mg c l-1
)，累积误差效应会使得toc检测精度受到影响。大量研究和业内经验表明，当样品中tc/ic＜10时，toc分析仪检测误差高达
±
30％。由于ic在ph＜3时候存在形式为碳酸(h2co3)，其可以从液流中溶出，因此在检测toc前，需先将样品流调至酸性，然后使用特定方法将ic(存在形式为h2co3)去除。然而现有的商用toc分析仪中使用的真空剥离法去除ic存在去除率低的问题，其在toc分析仪中的推广和使用受限。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括，例如，提供了一种ic去除装置，其能够改善现有技术中ic去除率低的问题。
5.本实用新型的目的还包括，提供了一种toc分析系统，其能够改善现有技术中ic去除率低的问题。
6.本实用新型的实施例可以这样实现：
7.本实用新型的实施例提供了一种ic去除装置，其包括壳体以及选择透过膜；所述选择透过膜为薄片状结构，且所述选择透过膜用于供碳氧化物通过；所述选择透过膜设置于所述壳体，且所述壳体在所述选择透过膜的上下两侧分别形成第一空间和第二空间，所述第一空间用于容纳通过所述选择透过膜的碳氧化物，所述第二空间用于容纳样品流体。
8.可选的，所述壳体包括相对设置的上流道夹板和下流道夹板，所述选择透过膜夹设于所述上流道夹板和所述下流道夹板之间，且所述上流道夹板限定所述第一空间，所述下流道夹板限定所述第二空间。
9.可选的，所述壳体还包括上固定板和下固定板，所述下固定板位于所述下流道夹板下侧，所述上固定板位于所述上流道夹板上侧，且所述上固定板与所述下固定板锁紧固定，以将所述上流道夹板、所述选择透过膜以及所述下流道夹板夹持固定。
10.可选的，所述上固定板开设有与所述第一空间连通的第一入口和第一出口，所述下固定板开设有与所述第二空间连通的第二入口和第二出口，所述第一入口和所述第二出口用于供所述样品流体进出所述第二空间。
11.可选的，所述第一空间呈往复弯折的蛇形；和/或，所述第二空间呈往复弯折的蛇
形。
12.可选的，所述第二空间在上下方向上的投影落在所述第一空间内，且所述第一空间的长度大于所述第二空间。
13.可选地，所述选择透过膜的厚度为为10μm-200μm。
14.可选的，所述ic去除装置还包括设置在所述壳体外的加热件，所述加热件位于所述第二空间远离所述第一空间的一侧，且所述加热件用于使所述第二空间内的所述样品流体的温度位于预设温度范围内。
15.可选的，所述ic去除装置还包括真空泵以及空气净化柱，所述真空泵和所述空气净化柱均与所述第一空间连通，且所述真空泵用于在所述第一空间内形成真空，所述空气净化柱用于在空气进入所述第一空间前对所述空气进行净化。
16.本实用新型的实施例还提供了一种toc分析系统。所述toc分析系统包括上述的ic去除装置。
17.本实用新型实施例的ic去除装置及toc分析系统的有益效果包括，例如：
18.本实用新型的实施例提供的ic去除装置，其包括壳体以及选择透过膜，选择透过膜为薄片状结构，其设置于壳体，且选择透过膜用于供碳氧化物选择性通过，即一氧化碳和二氧化碳之类的碳氧化物能够从选择透过膜的一侧运动至另一侧，而其他物质则不可以。同时壳体在选择透过膜的上下两侧分别形成第一空间和第二空间，第二空间用于容纳样品流体，样品流体中的碳氧化物即可穿过选择透过膜从而进入第一空间中。由于选择透过膜呈薄片状结构，试验证明，由于选择透过膜呈薄片状结构，碳氧化物的透过率大大提高，故ic去除率也进一步大大提高。
19.本实用新型的实施例还提供了一种toc分析系统，其包括上述的ic去除装置。由于该toc分析系统包括上述的ic去除装置，因此也具有ic去除率高的有益效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本实用新型的实施例提供的ic去除装置结构框图；
22.图2为本实用新型的实施例提供的ic去除装置的部分结构剖面示意图；
23.图3为本实用新型的实施例提供的ic去除装置中上流道夹板的结构示意图；
24.图4为本实用新型的实施例提供的ic去除装置中下流道夹板的结构示意图；
25.图5为本实用新型的实施例提供的ic去除装置中上固定板的结构示意图；
26.图6为本实用新型的实施例提供的ic去除装置中下固定板的结构示意图。
27.图标：100-ic去除装置；110-壳体；111-上流道夹板；112-第一空间；113-下流道夹板；114-第二空间；115-上固定板；116-第一入口；117-第一出口；118-下固定板；119-第二入口；121-第二出口；130-选择透过膜；141-加热件；142-空气净化柱；143-真空泵。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
34.图1为本实施例提供的ic去除装置100结构框图，图2为本实施例提供的ic去除装置100的部分结构剖面示意图。请结合参考图1和图2，本实施例提供了一种ic去除装置100，相应地，提供了一种toc分析系统。
35.toc分析系统包括ic去除装置100，同时，还包括含碳量检测模块，含碳量检测模块对去除ic后的样品流体进行检测。
36.ic去除装置100包括壳体110以及选择透过膜130，选择透过膜130为薄片状结构，其设置于壳体110，且选择透过膜130用于供碳氧化物选择性通过，即一氧化碳和二氧化碳之类的碳氧化物能够从选择透过膜130的一侧运动至另一侧，而其他物质则不可以。同时壳体110在选择透过膜130的上下两侧分别形成第一空间112和第二空间114，第二空间114用于容纳样品流体，样品流体中的碳氧化物即可穿过选择透过膜130从而进入第一空间112中。由于选择透过膜130呈薄片状结构，试验证明，由于选择透过膜呈薄片状结构，碳氧化物的透过率大大提高，故ic去除率也进一步大大提高。
37.下面对本实施例提供的ic去除装置100进行进一步说明：
38.请继续结合参照图1和图2，在本实施例中，壳体110包括上流道夹板111和下流道夹板113，上流道夹板111和下流道夹板113相对设置在选择透过膜130的两侧，如此薄片状的选择透过膜130被夹持在上流道夹板111和下流道夹板113之间。上流道夹板111在选择透过膜130的上方限定出第一空间112，下流道夹板113在选择透过膜130的下方限定出第二空间114。可选地，上流道夹板111与下流道夹板113的厚度大致相同，且上流道夹板111与下流道夹板113的厚度为0.5mm－5mm。
39.在本实施例的描述中，“薄片状选择透过膜130”指厚度为10μm-200μm的片状膜，如
此小厚度的选择透过膜130的碳氧化物透过效率更高。在本实施例中，选择透过膜130的厚度为100μm，可以理解的，在其他实施例中，也可以选用厚度为10μm，或者200μm的选择透过膜130。
40.在本实施例中，第一空间112呈往复弯折的蛇形通道，如此进入第一空间112内的碳氧化物沿第一空间112的延伸方向流动。同时，第二空间114也呈往复弯折的蛇形通道，第一空间112与第二空间114的弯折延伸方向对应，即第二空间114在上下方向上的投影落在第一空间112内，如此进入第二空间114内的样品流体沿第二空间114流动，同时在流动过程中，样品流体中的碳氧化物溢出并穿过选择透过膜130进入第一空间112中。可以理解的，在他实施例中，也可以根据需求具体设置第一空间112和第二空间114的形状，例如设置为螺旋通道等。
41.图3为本实施例提供的ic去除装置100中上流道夹板111的结构示意图，图4为本实施例提供的ic去除装置100中下流道夹板113的结构示意图。请结合参照图1-图4，具体地，上流道夹板111的下侧端面上设置有往复弯折的蛇形凹槽，如此在上流道夹板111夹持在选择透过膜130的上侧时，通过该凹槽限定出第一空间112。同理地，下流道夹板113的下侧端面上设置有往复弯折的蛇形凹槽，如此在下流道夹板113夹持在选择透过膜130的下侧时，通过该凹槽限定出第二空间114。
42.可选地，第一空间112的长度大于第二空间114，即第一空间112沿自身延伸方向的长度尺寸，大于第二空间114沿自身延伸方向的长度尺寸。可选地，形成第一空间112的蛇形凹槽的截面呈半圆形，形成第二空间114的蛇形凹槽的截面也呈半圆形，如此第一空间112与第二空间114可拼接呈完整的圆形，且该圆形的半径为0.5mm-1.1mm。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求设置截面形状，例如设置为呈u型、l型等。
43.可选地，上流道夹板111与下流道夹板113的材质为不锈钢、peek等，可以为其他能制作微流控芯片的材质。
44.在本实施例中，壳体110还包括上固定板115和下固定板118，上固定板115位于上流道夹板111的上侧，即上流道夹板111背离下流道夹板113的一侧；下固定板118位于下流道夹板113的下侧，即下流道夹板113背离上流道夹板111的一侧。同时上固定板115与下固定板118锁紧固定，从而将上流道夹板111、选择透过膜130以及下流道夹板113均夹持固定在上固定板115和下固定板118之间，如此通过上固定板115和下固定板118的夹持作用将上流道夹板111和下流道夹板113牢牢固定在选择透过膜130的两侧，有助于保证第一空间112和第二空间114的密闭效果。可选地，上固定板115和下固定板118采用螺栓紧固连接。
45.图5为本实施例提供的ic去除装置100中上固定板115的结构示意图，图6为本实施例提供的ic去除装置100中下固定板118的结构示意图。请结合参照图1-图6，在本实施例中，上固定板115开设有与第一空间112连通的第一入口116和第一出口117，第一入口116和第二出口121分别与第一空间112的两端对应，以供流体进出第一空间112。下固定板118开设有与第二空间114连通的第二入口119和第二出口121，第二入口119和第二出口121分别与第二空间114的两端对应，以供流体进出第二空间114。
46.在本实施例中，ic去除装置100还包括真空泵143以及空气净化柱142，空气净化柱142和真空泵143均与第一空间112连通。如此通过空气净化柱142对进入第一空间112的空气进行净化过滤，通过真空泵143在第一空间112内形成真空，如此加速碳氧化物从样品流
体中分离出，提升ic去除率。
47.具体地，空气净化柱142能够将空气中的二氧化碳、水分以及灰尘等杂质吸收，同时空气净化柱142与第一入口116连通，经过空气净化柱142过滤的空气从第一入口116进入第一空间112内。真空泵143与第一出口117连通。
48.在本实施例中，ic去除装置100还包括加热件141，加热件141设置在第二空间114远离第一空间112的一侧，从而通过加热件141将第二空间114内的样品流体保持在预设温度范围内，进而有助于加快样品流体中碳氧化物的分离。具体地，加热件141安装在下固定板118的下侧。可选地，预设温度范围为25℃-40℃。可选地，加热件141为半导体加热片。
49.根据本实施例提供的一种ic去除装置100，ic去除装置100的工作原理是：
50.使用时，通过真空泵143在第一空间112中形成真空环境，同时样品流体从第二入口119流入第二空间114中，并沿第二空间114流动至第二出口121处。在样品流体流经第二空间114时，样品流体受加热件141作用温度保持在预设温度范围内，样品流体中的碳氧化物在真空以及加热的作用下快速从样品流体中析出，并穿过选择透过膜130进入第一空间112，进而从第一出口117排出。
51.本实施例提供的一种ic去除装置100至少具有以下优点：
52.本实用新型的实施例提供的ic去除装置100，其通过将选择透过膜130设置为薄片状结构，如此有助于碳氧化物快速穿过选择透过膜130以与样品流体分离，同时第一空间112和第二空间114分别位于选择透过膜130的上下两侧，如此在第二空间114下侧设置加热件141能够有效保证对样品流体的加热，进而有助于提升碳氧化物的分离率，从而显著提高了真空剥离法对ic的去除率，有利于真空剥离法在ic去除中的应用。
53.而且，以20mg c l-1
碳酸钠和碳酸氢钠为例，对本实施例提供的ic去除装置100与传统ic去除装置的去除率进行对比校验，结果如下表所示：
[0054][0055]
上述结果显示，本实施例提供的ic去除装置100能够将ic去除率提高约30％。
[0056]
本实施例也提供了一种toc分析系统，其包括上述的ic去除装置100。由于该toc分析系统包括上述的ic去除装置100，因此也具有ic去除装置100的全部有益效果。
[0057]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。