TOC總有機碳分析儀是通過測定水中碳的含量來表示水體中有機物總量的儀器。由于TOC可以很直接地用來表示有機物的總量，因而它被作為評價水體中有機物污染程度的一項重要參考指標，所以TOC總有機碳分析儀在各個領域應用廣泛。
市面上常見的TOC總有機碳分析儀都有兩大基本功能：第一，首先將水中的總有機碳充分氧化，生成二氧化碳CO2；第二，測試新產生的CO2。不同品牌和型號的TOC總有機碳分析儀的區別在于實現這兩大基本功能的方法不同。常用的氧化技術有：燃燒氧化法、紫外線氧化法以及超臨界氧化法；而對CO2的檢測方法又分：非分散紅外線檢測，直接電導率檢測以及選擇性薄膜電導率檢測。
1.紫外線氧化法
使用UV燈照射待測水樣，水會分解成羥基和氫基，羥基和氧化物結合會生成CO2和水，然后檢測新生成的CO2即可計算出總有機碳含量。在使用紫外線氧化法時，通過添加二氧化鈦，過硫酸鹽等可以提高氧化能力。紫外線氧化法的優點是氧化效率高，保養簡單，缺點是UV燈管需要定期更換。
2.燃燒氧化法
其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法優勢是只需一次性轉化，流程簡單、重現性好、靈敏度高，缺點是探測器需頻繁校準，體積大及預熱時間長，必須使用酸、催化劑和載氣。TOC總有機碳分析儀主要由進樣口、無機碳反應器、有機碳氧化反應（或是總碳氧化反應器）、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數據處理部分組成。
3.超臨界水氧化法
超零界水氧化技術原先被用于處理大體積廢水、污泥和被污染過的土壤。GE是首家將這種技術運用于商業實驗室TOC分析儀的公司，當溫度和壓力高于水的臨界點（375°C和3,200psi）時，有機廢物迅速被水中的氧化劑徹底氧化。超臨界水的特性均可以使有機碳極高效、快速地氧化為二氧化碳，即便存在使用非超臨界氧化方式時會造成負干擾的氯化物及其他無機物也無妨。而且使用SCWO技術的TOC總有機碳分析儀對維護和校準的要求也不高。超臨界水氧化法的優點在于氧化完全迅速，可以耐受高鹽份化合物；缺點是不能檢測低TOC濃度的水樣。
4.電導率檢測法
TOC電導率檢測技術能夠測量液態的CO2。業界采用的主要有兩種電導率檢測技術：一種是直接電導率法，另外一種是薄膜電導率檢測法。采用兩種電導率法的TOC總有機碳分析儀校驗結果都很穩定，檢測精度高。這兩種技術最主要的區別在于，直接電導率法比較容易受雜酸性，鹵化有機物等的干擾；而薄膜電導率檢測技術抗干擾性更佳。薄膜電導率檢測法是GE TOC分析儀使用較多的檢測方法，TOC總有機碳分析儀使用的膜能防止雜離子的通過，確保檢測的只是CO2的含量，從而使TOC的讀數更為精確。
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