線上分析儀知識小學堂

• 無須花費多餘分析人力，線上自動取樣分析並自動判斷功能，使工廠邁向工業4.0的目標
• 線上全天候即時分析數據，增加工作效率、降低人員接觸有害物質及工廠停工風險
• 模組化設計讓操作上更加彈性
• 線上分析儀方法可遵循政府法規規範或實驗室分析方法，不再擔心合規問題與數據誤差
• 遠程控制功能，如 Modbus、VNC，使評估結果和檢查診斷更加容易
• 直觀的操作軟體，使用在各種分析應用 ( 如，tiamo、MagIC Net 等 ) 並有效地編程和控制分析儀

2. 閥件 ( Valve )

可用於控制液體的流動，如是否進樣、排廢液、加水等功能，亦可透過三向二通閥件來控制液體的走向，常見的閥件如電磁閥、氣動閥等，可以依現場環境、樣品特性來做選擇。

3. 滴定管

可用於定量液體體積和滴定等功能，可以依條件選擇對應的滴定管體積，其體積的選擇有 2、5、10、20、50 mL 可以選擇。

4. 蠕動泵

可以用於抽取液體，常見應用為添加溶劑、抽取廢液、Siphon 定量等功能，流速選擇有 3.5、6.9、13.9、27.8 、27.5 、55、110 、220 mL/min 等。

1. Cuvette

獨家採用 3 公分量測 Cuvette，可以應用於較低濃度的樣品分析，內建磁石攪拌器可確保樣品的均勻性，可裝載 8-20mL 的樣品體積，具備控溫功能，溫度範圍為 20-60 度。

2. 消化裝置

最大樣品體積可達 40mL，具備加熱至 150 度功能並可額外擴充冷卻裝置，常應用於 COD、鈷、二氧化矽、硝酸鹽、氨… 等光學比色分析。

1. 離子層析儀機櫃模組

該機櫃內配置了離子層析儀所需用到之相關配件，如分離管住、高壓泵、注射閥、化學抑制器和偵測器等，為主要分析樣品的地方。此外，於機櫃中亦可加裝雙管住配置，達到同時分析陰、陽離子的目標，提高分析效率。

2. 偵測器模組

偵測樣品的主要核心元件，提供了電導度偵測器、可見光紫外線偵測器、伏特安培偵測器等三大分析模組，可以依樣品特性來做選擇。

3. 自動流洗液配置模組

利用濃縮流洗液、超純水和 Dosino 來達到自動流洗液配置的功能，使用自動流洗液配置功能，無須人員操作下，可讓線上離子層析儀長達 30 天自動化分析。

4. 氣體與氣膠分析相關模組

透過濕式旋轉氣體吸收裝置 ( WRD ) 和蒸汽噴射氣溶膠收集器 ( SJAC )，分別吸收與收集空氣中的水溶性氣體和不溶於水的氣膠，搭配雙通道離子層析分析儀來同時監測氣體與氣膠成分。

1. 分離式操作與量測模組設計

人機控制介面與量測模組採分離式設計，若遇到危險操作區域，操作人員可以不需進入該區就可操控機器，降低人員接觸到危險的機率。

2. 光纖電極

透過光纖電極並將其插入管路或桶槽中，透過線上近紅外光分析儀即可達到 inline 即時分析的功能，完全可省下人工取樣的時間與降低風險。

以常見得氯離子分析來說，分析方法有 UV-Vis 和滴定兩種，對於 UV-Vis 分析氯離子數據的不穩定性現象，Metrohm 線上滴定分析儀可以完美、快速且精準得到氯離子滴定結果。

使用 Siphon 配置，可定量較大的樣品體積，定量體積範圍為 5-100mL，所以較適用於取樣體積較大的氯離子分析，由於自動化的精準樣品定量功能與自動化的滴定分析，可讓氯離子滴定結果之相對標準偏差小於 3%，且數據的穩定性會明顯優於分光光度計法。

相較於樣品體積較大的氯離子分析，電子業常見的硫酸、銅離子、雙氧水或是化工廠的高濃度原物料分析等，所需樣品量就會小很多，Metrohm 線上滴定分析儀透過 Sample loop system 定量閥來達到精準定量較小量的樣品體積，閥件用的樣品管路可依應用來選擇對應的體積定量，體積範圍為 0.2 - 5 mL，透過 Sample loop system 來定量小量樣品體積。

Metrohm 線上滴定儀的強大不僅僅如此，12 宮格 Wet parts 模組化設計，這個概念可依測試需求來選擇對應的配件。

如圖所示，線上滴定分析儀採一對二產線設計，利用電磁閥來選擇樣品來源，透過加裝兩個 Dosino 來裝載兩種不同滴定液，來達到滴定樣品中不同的成分，額外擴充蠕動泵來添加滴定所需要的化學試劑，透過這個配置可以達到一對二樣品產線且不同成分的分析，一對多的優勢不僅讓機台涵蓋更多產線並提高效能，亦可達到節省人力與硬體成本的優勢。

當然，Metrohm 的線上光學比色分析儀功能不僅如此，分析儀一樣採用 12 宮格 Wet parts 模組化設計，可以依實驗條件加裝不同配件與對應的分析波長，來達到分析不同物質的目標，如廢水中的 NH₃、NO^3-、NO^2- 監測或是針對鍋爐水中 SiO₂ 的分析等，可以依現場環境、實驗條件來做配件上的調整，全面性的滿足及符合工廠分析需求。

如為了確保飲用水的水質，水廠供應自來水給民眾時，往往都會加入消毒劑來確保飲用水不被汙染，但這些化學物質在消毒過程中往往會產生致癌副產物 ( 如溴酸鹽 ) 而影響人體健康，世界衛生組織將溴酸鹽濃度制定在 10 μg/L。由於飲用水中的化學殘留物濃度往往都很低，為了可以即時確保供應飲用水的品質，我們可以透過線上離子層析儀， 來即時分析水體中消毒後各化學物質的濃度，其偵測範圍可從 ng/L 到百分比濃度。

為了提高分析效率及節省分析成本，Metrohm 提供了線上近紅外光分析儀，主要量測含有 O-H、C-H、N-H、S-H 等官能基樣品，透過全波長的掃描並執行化學劑量的運算，找出圖譜與樣品間的關聯性並建置資預測模型，後續只要將樣品掃描圖譜與預測模型做比較，即可換算出對應之結果。優勢為分析時間短、一次可得到多種成分結果、不需要額外的化學試劑、不需要前處理，亦可搭配浸入式光纖電極，將電極插入製程的管線中，即可達到即時線上量測的目標。

以混酸為例，大多混酸在測定時較為複雜及費時，如磷酸、硫酸、硝酸、氫氟酸組成的混酸，透過線上近紅外光分析儀並搭配光纖電極，透過與預測模型的比對即可快速得到分析結果。