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

摘要

本发明申请涉及一种用于测量液体电导率的装置（1），其包括形成于液压本体（4）中的测量室，所述测量室用于容纳待以紫外线照射的采样体积，所述液压本体（4）包括用于向所述测量室供给待测液体的入口通道和用于从测量室移除被测液体的出口通道，所述入口通道和所述出口通道在任一侧上出现在超过暴露至紫外线的表面处，使得仅照射容纳在测量室中的采样体积。本发明申请还针对此类装置的用途和包括此类装置的净化系统。

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于测量纯或甚至超纯液体或流体（尤其是超纯水）的电导率的装置，特别地涉及用于测量液体或流体样本中的有机物质或总有机碳（TOC）的装置。

更确切地，本发明是针对用于在超纯流体或液体（例如，超纯水）中的极低水平的杂质（通常小于500或甚至5ppb（十亿分之一））下的测量的装置，即，其电导率在实践中小于0.055μS/cm（即，小于0.055微西门子/厘米）。

本发明还针对用于制造测量单元的至少一部分的材料。

背景技术

许多现代技术应用对于其功能需要超纯水，特别在化学、制药、医疗和电子行业中。

在理论上的超纯水中，仅存在的两种离子来源于水分子解离成H⁺和OH^-。

因此，在25°，不含离子污染物的水样本的理论电导率等于0.055μS/cm，即电阻率（电导率的倒数）等于18.2MΩ.cm（兆欧.厘米）。

这个电导率是通过在浸到水样本中的两个测量电极之间施加电位来测量的。从在电导率测量室内部产生的电流的电压和强度来确定电导率。

就此而言，回顾电导率是对穿过材料的电子流的测量。其与离子浓度、由这些离子中的每个所承载的电荷（化合价）及其迁移率成正比。此迁移率取决于温度，且因此电导率测量也取决于温度。

具体地，在测量电导率的领域中的一个主要问题是其极大地受到温度变化的影响：样本的温度越高，其电阻率越低（由于离子的迁移率）。因此，为了确保精确测量，有必要在电导率测量中对温度进行补偿。为此目的，电导率测量单元通常配备有样本温度传感器。

温度传感器在实践中呈热敏电阻的形式且通常旨在放置在电导率测量单元的上游或者下游，或更好地是放置在其中一个电极的下面，且可选地，薄玻璃界面位于温度传感器与容纳待测样本的室之间。

因此，通过集成有热敏电阻，有助于在此类装置中进行校准，从而引起更好的温度和电导率测量精度。

这种电导率测量还受到容纳样本的室的几何形状的影响。

这在超纯水的情况下尤其重要。

在实践中，借助于紫外（UV）线使理论上的超纯水的样本经受光氧化，这使得有可能从电阻率的减小来测量水中存在的有机碳的量，电阻率的减小是由经受测量的水样本中存在的有机物质发生紫外光氧化所产生的。

现在，优选的是，暴露至紫外线的材料的表面积（S）应尽可能地小以将在流体室内的流动期间材料的浸出降到最低（污染物的量越小，测量结果越好），但同时保存最大的可能采样体积（V），以具有更好的产量和更好的功效。换言之，优选的是，具有尽可能小的比值（S/V）。并行地，样本体积越小，对于测量待测的超纯水或任何其它超纯液体的电导率（直接测量）所需的时间越短。

例如，文献EP1927849是已知的，其描述一种电导率测量装置，该电导率测量装置包括由对紫外（UV）线透明的窗口构成的测量单元，且设有用于容纳待测液体样本的测量室，以及包括电极的衬底，该电极形成室的基底。因此衬底具有双重功能，即测量功能（由于其包括电极）和液压功能（因为其包括用于供给和清空测量室的孔）衬底的此种设计导致成本价格高，并且由于存在必须制造于其中的孔还会导致机械强度变弱（尤其是当衬底最初是薄的时）。孔的存在也意味着，对于室设计的长度和宽度而言，将遵循最小尺寸。包括室的以单块方式的窗口设计也是困难的、复杂的和昂贵的。此外，在此种设计中，用于室中的流体的入口和出口的孔面向自然地穿透到内部的紫外线。由于与通过这些孔所照射的体积有关的不确定性，因此难以确定采样体积。

文献US6444474也是已知的，例如其描述一种电导率测量装置，其允许使流体中存在的含有高达100ppm的有机化合物快速氧化（根据所述文献，术语“快速”在此处意指反应持续约2到30秒），并且还清洗传感器。根据一些实施例，装置包括以三个独立部分形成的单元，即，包括电极的UV透明的上衬底、包括另一电极的下衬底以及包括腔体的分离器，使得由此通过装配这三个元件来形成室。室具有小体积（V）（小于30μl）和小于150μm的厚度。装置在UV照射期间使用两个特定电极用于获得光催化，且也由数种材料构造成，其是如此构造以至于其构成流体（浸出）的污染源，这增大了流体的电导率，且由此使得不可能在极低ppb水平下进行测量。由于其尺寸，所述装置的室此处具有受照射材料的表面积（S）和其体积（V）之间在14mm²/μl量级的比值。最后，在下衬底中还形成孔以供给和清空流体室，从而尤其导致上述缺陷中的至少一些。

发明内容

因此，本发明的主题大体是用于至少部分地解决上述缺陷并且还具有其它优势的装置，其更具体地被设想用于对在25°C下电导率在0.055μS/cm与1μS/cm之间的水（即，纯水或甚至超纯水）上进行低于500ppb的TOC的分析。

更确切地，本发明的主题首先是一种用于测量液体的电导率的装置，例如纯水或超纯水（例如，具有小于1μS/cm的电导率，且小于500ppb），其包括：测量室，其用于容纳待以紫外线进行照射的采样体积；定位在测量室和紫外线源之间的UV透明窗口，其密封地闭合测量室的第一侧，所述装置的特征在于，室由液压本体形成，测量室至少在第一侧上开放至液压本体的第一表面上，UV透明窗口覆盖第一表面的至少一部分，从而在第一表面的一侧上密封地闭合测量室，且特征在于，液压本体包括用于向测量室供给待测液体的入口通道和用于从测量室移除被测液体的出口通道，入口通道和出口通道在任一侧上出现在超过暴露至紫外线的表面处，使得仅照射容纳在测量室中的采样体积。

此类装置使得有可能通过紫外线源的照射来测量纯水和甚至超纯水（即，分别是1μS/cm和0.055μS/cm）中的可氧化元素的极低水平的TOC（通常低于500ppb且优选地为5ppb），该可氧化元素通过UV（紫外）线源（波长通常在160nm和400nm（纳米）之间）的照射被转化成CO₂（二氧化碳）。

水的入口端口和出口端口在室中的此类定位使得有可能减少室的基底的有效表面（通常包括传感器），且能够更好地确定容纳在室中的采样面积，因为所述端口（孔）现在超出了面向紫外线的位置。

为进一步减小室的表面积，例如，装置也不含光催化电极。

根据一个实施例，液压本体包括一方面入口通道所连接至的入口和另一方面出口通道所连接至的出口，所述入口通道和所述出口通道另一方面经由侧壁出现在室中，所述侧壁侧向地对测量室定界。

因此，由于紫外线面向室的基底，所以所述射线不再能够穿透到入口通道和出口通道的深度中。另外，紫外线一般平行于室的侧壁发射，例如此壁是平行六面体的总体形状。

根据一个实施例，测量室经由基底在液压本体的第二表面的一侧上被闭合，所述基底形成液压本体的整体部分。

根据一个实施例，测量室经由衬底在液压本体的第二表面的一侧上被密封地闭合，所述衬底包括至少两个电导率测量电极，所述衬底施加作用力抵靠在液压本体的第二表面的至少一部分，使得所述电极面向测量室。

例如，入口和出口在液体压本体中形成且超过衬底与第二表面之间所限定的接触表面。

此类装置尤其使得有可能避免必须在衬底中产生孔或对其进行机械加工，从而使其在机械方面脆化。

因此，支撑形成传感器的电极（其在此处由衬底上的印刷电路制成）的衬底独立于液压回路，且特别地，独立于液压本体，所述液压本体包括与流体流动有关的机械元件；因此，例如，没必要对衬底进行穿孔。

此外，液压本体也解除了与UV透明窗口的存在相关联的功能，从此观点而言，这使得有可能使用不可穿透的材料来制造液压本体。

用于形成室的液压本体的这种独立性还提供设计的更大活动范围，如稍后在此说明书中所详述的。

为了改进流动，尤其是使气泡的潜在出现率降到最低，例如，入口通道和出口通道各自包括以平行于窗口的方式出现在室中的至少一个部段。

也为了改进对装置的清洗，且尤其是对测量室的清洗，将设计室的形状和流体的循环，以便避免残留区，流体在此处会滞留或受阻，从而导致例如压力损耗。流体的循环非常重要，不仅是防止在氧化反应期间气泡被局限住，而且便于在氧化之前对单元的清洗。

为了至少部分地克服这些缺陷，室中的入口和出口与传感器（电极）平行或甚至相切，从而有助于移除气泡并且促进清洗，且优选地，在其使用期间，单元被定位成垂直的，即，使得流体进入到室中的入口定位在底部处，且流体从室出来的出口定位在顶部处。

否则，优选的是，将电极定位在窗口下方，以确保电极正确地浸入到样本中以实施测量。

根据一些特定布置，入口通道的一个部段和出口通道的一个部段在室中以平行于窗口的方式出现，且各自通过凹槽形成于液压本体中，所述凹槽凹陷至第一表面的覆盖有UV透明窗口的部分中。

这允许例如更简单地制备液压本体，尤其对于管的制造，且在其使用期间使得能够更容易清洁液压回路，尤其是清洁管。

此外，根据装置的特定设计，避免了在清洗期间促进压力损耗的任何区，且为此，例如入口通道和出口通道当中的至少一个具有圆形弯曲部。于是避免了锐角和/或低流速区的存在。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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O形环和其它元件。具体地，例如在先前提到的文献EP1927849中所描述的装置中，O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。

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。

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。

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。

根据一个实施例示例，热敏电阻容纳在测量电极中。

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。

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10ppb）的测量而言是非常关键的。

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：

与组分有关的所有百分数此处给定为质量百分数。

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。

优选地，液压本体由包括至少16%氧化铝的陶瓷制成。

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0.6ppb/min的污染和0.061μS/cm/min的电导率变化。

例如，液压本体的陶瓷是可机械加工的玻璃陶瓷（vitro-ceramic）。

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%）。

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。

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0.3ppb/min的污染和小于0.058μS/cm/min的电导率变化。

这种类型的可机械加工陶瓷的示例是MACOR?。

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。

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MACOR?制成。

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MACOR?来制成液压本体，以便将可能的污染源减到最少。

因此，这本身是本发明的一个新颖方面。

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MACOR?。

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US6444474中所描述的分离器。

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：TiO₂；

-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。

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。

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。

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。

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。

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—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）使采样体积最大。

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）2mm²/μl，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5ppb）。

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。

因此，根据本发明的一个实施例，对于390μl的采样体积而言，暴露的表面积总共是430mm²。材料的表面积与采样体积之间的比值因此是1.1mm²/μl，这与根据文献US6444474的室的至少13.6mm²/μl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。

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2mm²/μl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，1.1mm²/μl）。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。

此类比值是在（例如）室高度小于4mm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。

例如，测量室具有在0.5mm和4mm之间的厚度（e）。

根据一个实施例示例，测量室具有大于或等于100μl的体积（V），或甚至优选地大于或等于400μl。

根据一个实施例示例，测量室具有小于或等于600mm²的受照射材料的表面积（S）。

待测液体的低厚度将使紫外线的照射最大，且传感器（主要是测量电极）的定位不会遮挡辐射。这允许有机化合物的快速且完全的氧化。

清洗时间和测量时间减少且可容易地与参考装置同步。

最后，在针对不同含量的有机微粒进行校准期间正确补偿温度的电导率测量品质允许随后所测量的关联的TOC值实现更好的校准和更大的精度。

根据本发明的装置因此使得有可能减小浸出残余物直到达到0.0055μS/cm/min的电导率变化，换言之，这意味着污染物比相同条件下的现有技术装置中的污染物降低到1000倍。

本发明还针对如先前所描述的装置的用途，其中定位所述装置使得测量室中的液体流是垂直且上升的，入口通道在室中出现在出口通道下方。将单元垂直安装使出口朝向顶部，使得便于清洗和放气。

最后，本发明是针对一种水净化系统，其包括如先前所描述的装置，所述装置固定到电子卡上，使得入口通道出现在室中在出口通道下方，使得测量室中的流体流是垂直且上升的，入口通道和出口通道各自在彼此的延续部分中至少具有一个部段，这些部段在测量室中呈面对面地。

此类系统是（例如）用于生产和净化水的系统（例如，商业产品Milli-Q（注册商标））或用于分配纯净水的回路系统。

例如，其还具有以下优点：

-其使得有可能检测纯水或超纯水中低含量的TOC，且具有更好的精度

-其具有更窄的测量离散度，

-所测量的TOC值比其它装置更接近微电子参考，

-其具有低设计成本（不需要任何腔体机械加工或挤出），

-此类单元是紧凑的，

-清洗阶段更快，

-氧化阶段更快。

附图说明

在参照附图（附图的比例尺并无代表性）阅读以下详细描述后，将更清楚地理解本发明且其优点将更清楚地呈现出来，附图给定为说明性且非限制性的，其中：

图1表示根据本发明的一个实施例的装置的各种视图，

图2表示根据本发明的一个实施例的装置的分解图，

图3是根据一个实施例示例的装置的安装基底的透明度的视图，

图4示出根据本发明的第一实施例示例的从上面所观察到的液压本体，

图5图示从下面所观察到的图4的液压本体，

图6示出根据一个实施例示例的以下三者的组件的顶视图：根据图4和图5的液压本体；包括印刷电极的衬底；以及安装基底，

图7示出根据本发明的第二实施例示例的从上面所观察到的液压本体，

图8示出从下面所观察到的图7的液压本体，

图9示出根据本发明的第三实施例示例的从上面所观察到的液压本体，

图10详细示出包括热敏电阻的电极，其可（例如）插入到图9的液压本体中，

图11是二次成型至如图10中所示的两个电极上的衬底的实施例示例，

图12是整理US6444474中所描述的和根据本发明的两个实施例示例的测量室的尺寸和特征的表格，

图13证明随深度变化的水层中辐射的吸收率，

图14示出随时间变化的提取曲线，以用于评估根据本发明的一个实施例示例的装置的性能。

具体实施方式

就此而言，应指出，以下描述是优选实施例的描述，其给定为非限制性示例。

参照图1和图2，用于测量超纯液体（例如，超纯水）的电导率的装置1包括由两个部分10a、10b制成的壳体10。装置1的壳体10的下部分构成安装基底10a，电子阀6连接到该安装基底10a，且壳体10的上部分主要构成用于紫外线源（在本案中，紫外线灯5）的支撑件10b，其借助于支撑件10b中存在的槽腔100（图2中可见），且该槽腔100旨在将灯5容纳在其中。

UV透明窗口2和液压本体4容纳在两个部分10a、10b之间，液压本体4包括具有基底的测量室400，该基底此处具有矩形平行六面体的总体形状。因此，窗口2和室400（具有其基底）在此处构成电导率测量单元。稍后描述到，基底可以是（例如）衬底3或液压本体4的整体部分421，或甚至是独立的板（未示出）。

为进行测量，经由液体入口软管105来输送待分析液体。这个软管一边连接到待分析的水净化系统的液压回路（未示出），另一边连接到安装基底10a的入口106。如图3中所示，安装基底10a包括将入口106连接到第一孔口108的第一管107，第一孔口108在装配装置1时定位成面向液压本体4的入口403（例如，在图5中可见）。

为了移除流体，装置1的安装基底10a具有第二孔口109（见图3），该第二孔口109在装配装置1时定位成面向液压本体4的出口405（见图5）。第二管110将第二孔口109连接到电子阀入口111，电子阀6一边连接到该电子阀入口111。电子阀6另一边连接到形成于安装基底10a中的电子阀出口112，第三管113在穿过电子阀6之后，将电子阀出口112连接到装置1的出口114。液体出口软管115由此一边连接到被测超纯液体（未示出）的贮液器，且另一边连接到安装基底10a的出口114。

因此，在到达进行测量的室400之前，液体经由入口软管105、第一管107及接着液压本体4的入口通道404来运送的。

当已（例如）借助于电极30进行了测量时，则经由液压本体4的出口通道406来移除液体，液体经过第二管110、经过电子阀6（经由电子阀入口111离开安装基底10a，且经由电子阀出口112重新进入），及接着经过第三管113，且最后通过出口软管115被输送到水净化系统的排水管或入口以进行再循环。

安装基底10a在与电子阀6相对的一侧上具有限位器11，该限位器11用作例如用于装配装置1且便于在安装基底10a上定位液压本体4的安全装置，尤其是确保入口403和出口405实际上面向孔口108和109。

窗口2此处是由（例如）石英玻璃制成的简单UV透明矩形板。

根据图1到图8以及图11的实施例示例，特别地，形成于液压本体4中的测量室400具有由衬底3形成的基底，使得窗口2和衬底3位于液压本体4的任一侧上。

根据衬底的一个实施例示例，例如，其示于图2和图6中，两个测量电极30蚀刻到衬底3的一个面300的部分302上，下文称为工作区302，其旨在接触在形成于液压本体4中的测量室400中存在的液体。在本实施例示例中，衬底3具有矩形总体形状且（例如）也由石英玻璃制成。除电极30之外，衬底3还能够支撑例如温度传感器33或在此类型装置中必要且常见的其它电子元件，例如，微控制器，本文中将不进一步详细描述微控制器，因为这对于所属领域的技术人员来说是熟知的。此外，使FPC（柔性印刷电路板）301钎焊至衬底3上，在本案例中钎焊到衬底3的面300上，且优选地钎焊在与承载电极30的部分302不同的部分303上。然后，优选地将任何必要的电接触定位在基底300的部分303上或衬底3的背面上，以便免于与室400中存在的液体发生任何接触。优选地，面300的工作区302仅包括电极30，或甚至可选地包括温度传感器33，例如，热敏电阻。在本实施例示例中，部分302和303沿衬底3的长度并置，即，在纵向方向上。

对于装置1的构型，更符合人体工程学的是，能够在同一侧上具有液体入口软管105和出口软管115两者以及FPC。并且不论液体本体4的实施例如何，由于电子阀6和灯5的重量，特别是当装置1定位成垂直方向时，还更为实用的是将入口403定位成朝向电子阀6以及将出口405定位成朝向灯5。

在如图11中所示的衬底3的实施例示例中，衬底3于是主要由其中机械加工有（例如）至少一个电极凹部的陶瓷或硅板组成。此处衬底3包括两个头对尾的电极30，其中至少一个电极优选地包括热敏电阻33'，如图10中所示。因此，根据图11的实施例的衬底3由工作区302形成。

此类电极30包括（例如）导电本体31，该导电本体31在电极包括热敏电阻（例如，由钛制成，可选地涂覆有铂或金）的情况下具有导热性，用于检索（retrieve）测量的电缆35连接至其，例如，用于连接到计算机（未示出）。在适当的情况下，电极30包括浸到填充空间32的导热粘结剂中的热敏电阻33'，且还经由连接电缆34连接到测量检索系统，例如，以用于连接到未示出的计算机。电极还可包括任何其它必要的配线，例如用于接地或其类似用途。

两个电极具有例如以下构型中的一种：

液压本体4包括液压回路，其使得能够将流体输送到测量室400，以供分析且然后移除流体。其具有矩形平行六面体的总体形状，且优选地由基于至少16%氧化铝的陶瓷制成，且优选由玻璃陶瓷、注射陶瓷，或可机械加工的陶瓷制成，或例如由MACOR?制成，如先前所解释的。

液压本体4主要具有：第一表面401，窗口2定位成抵靠第一表面401的至少一部分；以及第二表面402，其包括室400的基底。在图2以及图3到图8的实施例示例中，例如，室400的基底由衬底3形成，然后使其定位成抵靠第二表面402的一部分。根据本实施例示例，第二表面402与第一表面401相对且平行。

根据此实施例示例，室400形成穿过液压本体4，使得其在一侧上出现在液压本体4的第一表面401上，且在另一侧上出现在液压本体4的第二表面402上。它形成在液压本体4中的中心部分处，但例如有可能是偏心的，以使FPC通过，如下文所详述的。

因此，在液压本体4和安装基底10a之间，装置1具有的布置使得衬底3定位成抵靠液压本体4的第二表面402的一部分。因此，此处认为，第二表面402是液压本体4的下表面。窗口2自身定位在灯5的支撑件10b和液压本体4之间，并且抵靠液压本体4的第一表面401的至少一部分。因此，此处认为，第一表面401是上表面。

显而易见地，术语“下”、“上”、“第一”和“第二”是任意的，且本文仅为了清晰的目的参照附图所使用。

更确切地，定位窗口2使得既面向室400又面向用于容纳灯5的孔100（附图中不可见），从而允许使辐射集中于室400中所容纳的液体样本。类似地，衬底3定位成抵靠第二表面402的一部分，使得工作区302上存在的电极30面向室400。

因此，UV透明窗口2通过在第一表面401的一侧上闭合室400来覆盖第一表面401的至少一部分，且衬底3通过在第二表面402的一侧上闭合室400来覆盖第二表面402的一部分。

为使流体循环，液压本体4包括用于向室400供给待测液体的入口403和用于在已经测量后将液体移除的出口405，该入口403和出口405定位在第二表面402的由衬底3覆盖的部分的外部处。这使得尤其有可能避免对衬底3进行任何机械加工或对衬底3进行穿孔，用于使装置1中的流体循环。使衬底3的工作区302中不存在孔还使得有可能减小此工作区的表面，该表面是暴露至紫外线的表面。通过不存在光氧化电极，也促进了此减小，其中光氧化电极是除测量电极30之外偶尔使用的。

在本实施例示例中，入口403和出口405在第二表面402中形成于衬底3的定位区外部，或使得有可能将衬底3定位成抵靠第二表面402，其中工作区302面向室4，而且衬底3并不阻碍入口403或者出口405。

在液压本体4中，入口通道400连接到入口403，且出口通道406连接到出口405，入口通道404和出口通道406两者在室400中分别出现在形成于室400的侧壁40中的端口407和408处，如图4、图7和图9中所图示的。应注意到，例如，在图4和图7中，出口通道406此处比入口通道404要长，这与先前提到的室400的偏心率有关联。具体地，如图5和图8中所示，第二表面402具有几个凹部409、411，这些凹部尤其起到定位包括FPC的衬底3的作用。由包围室400的轮廓410限定的凹部409使得有可能将衬底3定位于此处，使得包括电极30的工作区302面向室400。它也凹陷至液压本体4中，且此处具有适于衬底3的至少一部分的尺寸，以便将衬底3容纳在其中，从而以便相对于室400将面300的工作区302尽可能地定位成在中心位置处。然而，轮廓410可具有使得能够将衬底3定位成其工作区302面向室400的任何形状。另外的凹部形成于与凹部409相交的中空部411中，以将钎焊的FPC301传递到衬底3上。在本实施例示例中，由于FPC301经由面300的部分303被钎焊至衬底3，且由于包括电极的面300的工作区302面向室400，优选的是，使中空部411的深度大于旨在用于衬底的凹部409。经由衬底3的此布置，出口通道406的长度大于入口通道404，以便通过跨越衬底3的面300的部分303将室400连接到出口405。显而易见地，可在不背离本发明的范围的情况下预期到其它构型，例如翻转这种不对称性，使得例如部分303定位在入口403处，或可替代地使得部分303不再定位在工作区302的纵向延续部分中，而是例如沿衬底的宽度并置。然而，本构型具有例如使得有可能在装置1外部来传递FPC301，而不会阻碍组件的装配或防漏紧密性的优点。

因此，在本执行示例中，中空部411形成于液压本体4的两个横穿孔412a和412b之间，固定元件101a和101b分别穿过这两个横穿孔412a和412b用于将装置1的壳体10的两个部分10a和10b固持在一起。

在此示例中，设想到六个固定元件101（a-f），例如，其是螺钉，但其数量显然是可变的。固定元件各自穿过支撑件10b中产生的孔102（液压本体4的孔412（a-f）中的一个），且例如通过拧紧被固定到安装基底10a的孔103中。窗口2、液压本体4和衬底3因此被轻微压缩在支撑件10b与安装基底10a之间，以确保防漏紧密性，其可选地以各种密封件加强。

在图7和图8的执行示例中，液压本体4的形状尤其能够使制造其所需的材料的量最少。仅孔412b和412e是完整的，而其它已被截短。

为了加强防漏紧密性，例如，液压本体4可选地具有围绕入口403的加强件413和围绕出口405的加强件414，其旨在例如各自接收O形环密封件104a、104b（例如，其在图2中可见），如图5的执行示例中所示，而图8的执行示例则不具有任何加强件。

旨在接收衬底3的至少一部分的凹部409还包括例如围绕室400的凹槽415，以将密封件（未示出）接收与其中，其加强防漏紧密性且尤其加强例如衬底3的部分303的工作区302的隔离。

类似地，参照图4的实施例，第一表面401包括由围绕室400的轮廓17限定的凹部416，该凹部416旨在接纳窗口2。此处，凹部416凹陷并且具有矩形的总体形状。凹部416在接近其每个拐角处可选地包括由轮廓417中的突出部（此处其为圆形形状）形成的加强件418。加强件418使得有可能（例如）使工具或手指通过，以便拿开窗口2，例如，以清洁装置1。因此，当窗口2定位在其凹部416中时，轮廓417间断接触窗口2。如前所述的，凹部416及其轮廓417可具有使窗口定位成面向室400且使得其能够闭合的任何形状。第一表面401还具有凹槽419，该凹槽419用于在装配装置1时接纳密封件（未示出），以加强室400与窗口2之间的防漏紧密性。

在图7的执行示例中，凹部416由凹槽419形成。

然而，在其中凹槽419与凹部416不同的实施例中，优选的是，使凹槽419定位在凹部416的轮廓417与室400之间。

在这些执行示例中，凹部416的轮廓417或甚至凹槽419自身（如果存在）不仅围绕室400而且围绕入口通道404的至少一个部段和出口通道406的至少一个部段，使得经由入口通道404的部段与入口403联接的端口403a以及经由出口通道406的部段与出口405联接的端口405a是在由凹槽419（如果存在）或轮廓417（即，这两者中更接近室400的那个）所限定的区内。

端口403a和405a不必定位成与入口403和出口405共线。其可以是偏移的，例如，回到中心位置，相对于入口403和出口405彼此接近。这意味着，入口403和出口405本身可定位在轮廓417和/或凹槽419（如果其在液压本体4的第二表面402上被标绘成相同）外部。入口通道404和出口通道406然后具有例如钝角，即，大于如本执行示例中所图示的直角。钝角比锐角也是优选的，以避免中断流。

为了通过使气泡或湍流的形成最少来促进流动，优选的是，使入口通道404和出口通道406在室400中呈现平行于室400的基底（在此情况下平行于衬底3）和/或窗口2。入口通道404在端口403a和端口407之间具有平行于室400的基底的部段404a，该部段404a在此情况下也是直线的，且出口通道406在端口405a和端口408之间具有平行于室400的基底的部段406a，该部段406a在此情况下也是直线的。此外，在本案例中，部段404a和406a是在彼此的延续部分中且面向彼此。

为便于液压本体的制造和/或维护，部段404a和406a在凹部416中是开放的，即，由凹陷至第一表面401中的凹槽形成，使得引导流，且通道404和406通过窗口2以相切方式靠近端口407和408，并且密封地接触至少部分416a，从而直接围绕室400以及通道404和406的部段404a和406a。入口通道404和出口通道406的此种设计因此允许轻松地清理液压本体4的全部液压回路，因为回路的所有部分均是可见的且可接近的。此外，形成于入口通道404和出口通道406中的弯曲部优选地为圆形，以限制在流动中任何湍流的形成。

最后，液压本体4可选地包括其它不同凹部，例如，凹陷的矩形凹部420（例如，在图4和图5的实施例中），从而使得有可能（例如）在必要时添加各种防漏紧密性的密封件，以便能够与壳体10的互补形式接合，从而产生装置1的组件。

可制造各种形式的密封件，例如具有唇部的密封件以遵循液压本体的形状，且防止部分416a中水的死体积。

选择密封件的材料，以便在以紫外线进行照射且与纯或超纯水接触期间使极少的有机残余物排出。这些材料可基于氟碳化合物聚合体，例如（PTFE、PEEK、Viton?、腈类等）。这些密封件可以常规方式通过例如模制或压制获得。

图9的实施例示出液压本体4，其中室400包括基底421，该基底421在此处形成液压本体4的整体部分。它也可以是独立的板，例如可选地由同种材料制成。

在本案例中，由于衬底上缺乏FPC，室400相对于液压本体4沿宽度和长度处于中心位置，但其深度小于液压本体4的深度，使得基底421与入口通道404和出口通道406的部段404a和406a相切。因此，部段404a和406a两者均与基底421和部分416a相切，且其高度与室400的厚度相同。

此外，端口407和408具有喇叭状漏斗形状，以便进一步使流中断最少。

在本案例中，传感器是由两个头对尾的电极30制成，其中至少一个电极优选地包括热敏电阻，该热敏电阻经由通道422（可选地设有密封件423）插在液压本体4的任一侧上。电极30是（例如）先前参照图10所描述的类型。可选地，加强件424使得有可能接收电极30的一端，以便防止它在其通道422中不垂直。此外，电极30相对于流动（例如）定位成横切地或甚至正交。这使得不论测量室400如何取向（其偶尔定位成垂直地）均有可能更好地确保其完全浸入。

当然，可根据本领域的技术人员所评估的需要来结合参照先前详述的三个实施例所呈现的各种特征。

图12呈现室400的尺寸的各种实施例，且使得有可能将对应比值（S/V）与文献US6444474中所呈现的装置的比值（S/V）相比较。

矩形平行六面体的总体形状的室400具有（例如，参考关于本发明的第一行）18.4mm的长度（L）、8mm的宽度（l）和2.7mm的厚度（e），即，约397μl的体积（V）。总的受照射表面积（S）由以下公式来确定：2*暴露至射线的表面积（s=L*l）+侧表面（2*(L+l)*e）。

在本案例中，总的受照射表面积是：

2*(18.4*8)+2*(18.4+8)*2.7=436.96mm2。

因此，元件的尺寸如此设置，使得比值（S/V）是436.96/397=1.1mm²/μl。

此表格因此对于各种室尺寸示出了厚度和有效表面积对比值（S/V）的影响。如专利US6444474中所指出的，不论室几何形状如何，与光催化电极联接，小于150μm的厚度和小于30μl的水体积均允许流体的非常快速的光氧化，但产生大于13mm²/μl的比值（S/V），于是可提取物发生器阻止测量低TOC。用于平行于UV辐射和光催化电极的测量室中的流体的入口和出口需要空间，从而阻止室或甚至单元的微型化。

由于本发明尤其使得有可能使受照射材料的表面积（S）最小而同时使体积（V）最大，因此有可能减小比值（S/V）。

然而，体积（V）受室400的厚度（e）的限制。

具体地，如图13中所示，紫外线的相对强度随流体（在本案例中，超纯水）中的深度变化极大地减小。因此，超出样本及因此室400的一定厚度，辐射变弱，使得样本的照射不那么有效。因此，优选的是，使室的厚度保持小于或等于5mm，以便使所有流体样本的至少60%受到所应用的紫外线的照射。

为与文献US6444474的图5的“三角形”曲线进行比较，图14因此使得有可能在装置由MACOR?制成的情况下评估在由本发明提供的浸出方面的优势。图14示出随时间（以s为单位）变化的电导率（以μS/cm为单位）的改变。呈“正方形”的曲线示出最初包括10ppb有机化合物的纯水的电导率改变，且呈“三角形”的曲线示出去离子水中的电导率改变（用作用于评估装置的浸出的控件）。

理论上，最初在包括10ppb有机化合物的情况下处于0.86μS/cm，在纯水氧化之后，电导率达到0.8995μS/cm，即，增加4%。

如由文献US6444474的图5的“三角形”曲线所示，浸出产生5.2μS/cm/min的电导率变化，这将引起520%的恒定误差。因此不可检测到2.6%的变化。

如由图14所示，根据本发明的装置因此使得有可能测量小一千倍的含量。根据“三角形”曲线的浸出示出由于浸出的0.0055μS/cm/min的电导率改变，因此这使得有可能实施在几个ppb的水平下的分析。

显而易见地，本发明并不限于前述描述，而是包括在以下权利要求书的上下文中的任何变型。