超声波浆液密度计 · PS7000

选煤厂浓缩池入料与底流煤泥水浓度在线测量

Q: 浓缩池入料管道不是满管，超声密度计能用吗？

能用，前提是探头端面在任何运行工况下都浸没在液面以下，这靠安装高度保证：探头装在管道下半部侧壁、最低运行液位以下、管底淤积层以上。以 DN600 为例，探头装在水平中心线以下 45° 时，最低运行液位须不低于 160 mm。 液位跌到探头以下或断流时，读数无效且仪表不报故障码，由 DCS 按入料流量或液位信号做测量使能。

Q: PS7000 超声密度计是核源仪表吗？需要放射源许可证吗？

PS7000 是声阻抗式超声密度计，完全不含放射源，无需任何放射源使用许可证。整机仅用压电换能器发射 / 接收超声波信号，原理上与超声波探伤、医疗超声同源。 如果您正在用核源密度计（如 Cs-137 / Co-60）并希望避免放射安全监管负担，PS7000 可以替代；安装形式不同，改造前需确认直管段与测量管段串接条件。

煤炭 / 选煤

选煤厂浓缩池入料（50~100 g/L、常为非满管）与底流（200~450 g/L）的煤泥水浓度在线测量：音叉为什么一挂料就测不准，PS7000 怎么装、怎么标定、怎么验收。

适用行业

煤炭 / 选煤

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PISONICS | 西安派声

PS7000 系列

超声波浆液密度计

声阻抗法 · 非核源 · 探头与管壁齐平

选煤厂浓缩池｜入料与底流煤泥水浓度在线测量

—— 入料稀、常为非满管；底流浓、泵常间歇运行 ——

【关键测量参数：煤泥水浓度 g/L ／浆液密度】

两个测点，差一个数量级 Two Points, an Order of Magnitude Apart

选煤厂浓缩池（浓缩机）入料浓度决定絮凝剂加药量，底流浓度决定底流排放节奏与压滤机入料。两个点测的都是煤泥水浓度，工况却差了一个数量级：入料稀、常是自流非满管；底流浓、泵常间歇运行。很多厂在这两个点用过插入式音叉密度计，最常见的结局是叉体挂料、读数失效。本页讲清楚原因，以及换成超声声阻抗法时安装、标定与验收要注意什么。

测点	常见管道条件	浓度区间	高于清水的密度差	控制作用
① 浓缩池入料	大口径水平管，自流，常为非满管	50 ~ 100 g/L	约 19 ~ 45 kg/m³	絮凝剂加药前馈
② 浓缩池底流	满管，泵常间歇运行	200 ~ 450 g/L	约 75 ~ 200 kg/m³	底流排放、压滤入料

密度差按煤泥真密度 1.6 ~ 1.8 g/cm³ 计。入料全区间的浆液密度只变化约 20 kg/m³，每 1 g/L 只对应约 0.4 kg/m³；而清水从 10 ℃ 升到 30 ℃ 的密度变化，就相当于入料浓度 9 ~ 11 g/L。所以入料是小信号测点，温度补偿、取样方法与验收口径都要比底流讲究得多。密度、质量浓度与体积浓度之间的换算可用浆液浓度换算器核对（g/L ＝质量浓度 × 浆液密度）。

音叉为什么一挂料就测不准 Why a Fork Stops Reading True Here

音叉靠叉股振动时带动的那层液体（附加质量）测密度，反映的是叉股表面几毫米内的等效密度。煤泥水里有四种典型失效：

挂料：煤泥里的细粒黏土矿物黏附性强，和絮团一起挂在叉根与叉间——等于永久加了质量，读数单向偏高，看上去却仍然正常
叉间架桥：絮团、纤维杂物在两根叉股之间架桥，振动受阻，读数跳变甚至失效
气泡附着：入料跌落、搅拌带入的气泡附在叉股上，读数偏低
磨损：底流中的粗颗粒冲刷叉股迎流面，叉股变薄后频率漂移，表现为缓慢零漂

这是插入式结构决定的问题，与品牌无关；耐磨涂层能延缓磨损，解决不了挂料。派声自己也生产音叉密度计（PS7400），它适合清洁液体、化工酸碱与罐体测点，煤泥水不在它的适用范围内——原理与边界见音叉密度计。

PS7000 怎么测 How PS7000 Measures

PS7000 采用超声线性调频（Chirp）声阻抗法，单探头自发自收。探头是非侵入式的：蓝宝石声窗浸没于介质、与管道内壁齐平、不伸入流道，管内没有凸出件和缝隙可供絮团挂住。不含放射源，免辐射安全许可、年检与退役处置。

除浓度主变量外，仪表经 Modbus 同步上传含气指数（0–100）、回波能量、信号质量与故障状态字；两路 4–20 mA 符合 NAMUR NE43，故障时出厂默认输出 3.5 mA，DCS 侧能把故障和正常读数分开。

它同样有要注意的地方：声窗端面若附着泥膜，读数会缓慢爬升且异常平稳（回波能量与信号质量同步变化，可以判读）；游离气泡使声学法读数偏高，这是原理性限制，只能靠选点规避；换煤种后须核对标定。

安装条件：这部分决定成败 Mounting Decides the Outcome

① 底流（满管）

优先竖直上行管；水平管上探头位于管道中心高度的侧向，同时避开管底沉积与管顶积气
直管段进口侧 ≥ 10D、出口侧 ≥ 5D（空间受限时最少 5D / 3D）；流速高于临界沉积流速，DN200 煤泥水约 1.5 ~ 1.7 m/s
间歇排料时，DCS 以底流泵运行信号做测量使能——停泵后管内沉降，读数缓慢爬升，不代表工艺值
预留冲洗水接口；20 mA 对应值设在最高浓度之上并留余量

② 入料（非满管）

非满管不等于不能测，关键是探头端面在任何运行工况下都浸没在液面以下。大口径既有管线采用焊接式（原管开 Ø60 孔、焊接底座），探头装在管道下半部侧壁、水平中心线以下 30° ~ 60°：角度往上受最低运行液位限制，往下受管底淤积层限制。以 DN600 为例：

探头角度（中心线以下）	探头中心距管底	所需最低运行液位
30°	150 mm	≥ 227 mm
45°	88 mm	≥ 160 mm
60°	40 mm	≥ 107 mm

浓缩池入料 DN600 非满管与底流 DN200 满管的探头安装位置示意

图　入料按最低运行液位与管底淤积层选角度（图中液位与淤积厚度为示例）；底流探头装在管道中心高度的侧向

所需液位＝开孔上沿＋ 50 mm 余量；最低运行液位取低负荷与启停车过渡时的最低值，按实测内径复核
取样口设在探头旁、与探头同一高度，把断面浓度分布的系统偏差纳入标定
上游避开跌水、汇流冲击与絮凝剂加药搅拌点
液位跌到探头以下时读数骤降并贴在量程下限附近，仪表不报故障码——DCS 以入料流量或液位信号做测量使能

标定与验收 Calibration and Acceptance

基准用烘干称重，不用快测；同点同时取样，取样时刻记录到分钟，读数以 DCS 或云平台记录为准
标定点覆盖工作区间两端（入料 50 与 100 g/L 附近、底流 200 与 450 g/L 附近各不少于 3 点）；仪表按 Y = aX + b 回归（最多 20 点），≥ 3 点时按 r² ≥ 0.8 自动判定，不达标拒绝写入；在线进行、无需停车
验收连续取得不少于 20 组比对，按平均偏差、趋势一致性与偏差标准差评价。底流可参照规格书 ±1 %（质量浓度）口径；入料处 ±1 %（质量浓度）折合约 ±10 ~ 11 g/L，不适合作考核值，建议以试运行期实测偏差标准差为基础约定

选煤行业业绩 Track Record in Coal Preparation

PS7000 在选煤行业已有 4 个项目、7 台，测点均在入料口，涵盖浓缩池入料、浮选入料（煤泥水）与重介旋流器入料（悬浮液），客户名称不公开。重介悬浮液密度控制的做法见煤炭重介质洗选悬浮液密度控制。

报方案需要的信息：两条管线的管径、管材与内衬；入料的最低运行液位（取低负荷与启停车过渡时）与管底淤积情况；底流泵的运行方式与流量；全年水温区间；煤泥真密度（比重瓶实测）与粒度；絮凝剂加药点位置。我们有一份现场工况确认表，逐项填好，一次就能把两台表定型。

选型帮助

选型指南

产品对比

使用同款产品的客户口碑

"更换为派声 PS7000 之后，溢流密度的实时读数稳定多了，加药量调整不再凭经验。最让我们意外的是不用每周清理探头——原来的核源仪表在结垢的浆液里几乎天天要擦传感窗口。"

"原使用音叉密度计和差压式密度计在吸收塔石膏排出主管，气泡和结垢问题反复出现，每周都得停下来清理。换装 PS7000 之后，气泡和结垢两个老问题彻底解决，基本免维护，精度也稳定，完全满足脱硫工艺控制需求。"

"我们钾肥生产的调和槽工况非常苛刻——氯化钾接近饱和、晶体含量 30%~40%、温度 5~20℃ 间波动。传统密度计在这种工况下都难以稳定运行。PS7000 投运两周后，比对人工实验室数据偏差稳定在 0.5%~0.8% 之间，浓度峰值期也没出现异常。"

常见问题

浓缩池入料管道不是满管，超声密度计能用吗？

能用，前提是探头端面在任何运行工况下都浸没在液面以下，这靠安装高度保证：探头装在管道下半部侧壁、最低运行液位以下、管底淤积层以上。以 DN600 为例，探头装在水平中心线以下 45° 时，最低运行液位须不低于 160 mm。

液位跌到探头以下或断流时，读数无效且仪表不报故障码，由 DCS 按入料流量或液位信号做测量使能。

PS7000 会不会也像音叉一样挂料？

有附着的可能，但机理不同。蓝宝石声窗与管壁齐平、不伸入流道，没有叉根和叉间那样的挂料点。若端面形成泥膜，读数会缓慢爬升且异常平稳，同时回波能量与信号质量同步变化——这是能看出来的，不是悄悄漂走。建议把测点纳入日常点检，并预留冲洗水接口。

底流停泵后读数一直往上爬，是仪表坏了吗？

不是。停泵后管内浆液就地沉降，探头附近固相富集，读数缓慢上爬且异常平稳，这段数据不代表工艺值。以底流泵运行信号做测量使能、停泵期间保持上一有效值即可。真正的仪表故障会输出故障电流（出厂默认 3.5 mA，符合 NAMUR NE43）。

为什么浓缩池入料不直接按 ±1 % 精度验收？

规格书精度按质量浓度计为 ±1 %，即 ±1 个百分点。在入料 50 ~ 100 g/L 处折合约 ±10 ~ 11 g/L，相当于读数的 11 ~ 21 %，既不代表实际水平，也不适合作考核值；收窄 4–20 mA 量程也不会改变仪表本身的不确定度。

建议以试运行期烘干称重比对得到的偏差标准差为基础，由双方约定入料的考核值。底流 200 ~ 450 g/L 时 ±1 % 约为读数的 3 ~ 6 %，可以参照规格书口径。

疏浚产量（每小时干固体）怎么测？

只看密度得不到。干产量 P_dry(t/h) = Q x Cv x ρs，其中 Q 为体积流量（来自流量计），Cv=(ρm−ρw)/(ρs−ρw) 为由混合密度 ρm（来自在线密度计如 PS7000）得到的体积浓度，ρs 为干固体密度。派声疏浚生产监测系统通过 Modbus 读取密度计与流量计，每秒自动计算，带仪表盘与班产统计。见 /guides/dredge-production-calculation-density-flow。

疏浚矿浆密度能不用放射源测吗？

能。超声声阻抗密度计（PS7000）在排放管上在线测矿浆密度（精度按质量浓度计 ±1 %，按疏浚土料现场标定），无放射源——免船载辐射许可、免港口查验延误、免辐射安全员。外夹式（PS7010）可免动火改造，但要求低气泡，进气多的排放管不适用。见 /guides/non-nuclear-density-meter-for-dredgers。

绞吸船排放管上该用什么密度计？

PS7000 超声声阻抗密度计适合绞吸船排放管（DN50–DN1000）：平齐蓝宝石窗口耐磨、Chirp 宽带抑制夹气、非核。免开孔改造用外夹式 PS7010。配流量计与疏浚生产监测，还能得到干产量 t/h。见 /industries/dredging。

PS7000 超声密度计是核源仪表吗？需要放射源许可证吗？

PS7000 是声阻抗式超声密度计，完全不含放射源，无需任何放射源使用许可证。整机仅用压电换能器发射 / 接收超声波信号，原理上与超声波探伤、医疗超声同源。

如果您正在用核源密度计（如 Cs-137 / Co-60）并希望避免放射安全监管负担，PS7000 可以替代；安装形式不同，改造前需确认直管段与测量管段串接条件。

矿用充填浆体能用超声波浓度计在线检测吗？

可以，但要看浆体。超声声阻抗密度计（PS7000）量程为 0 ~ 80 %（质量浓度），声窗与管壁齐平、不伸入流道，适合泵送满管段上的细粒充填料浆（规格书推荐 −75 μm 质量占比 ≥ 65 %）。浓度贴近 80 % 上限的膏体、含粗骨料或粗粒矸石的料浆，以及易结垢的胶结料浆，要先评估声窗磨损、结垢与读数代表性；常规耐压 1.6 MPa，充填泵出口等更高压力的管段按工况核定。它是 Cs-137 核子密度计的非核替代方案——详见 /industries/mining。

PS7000 真的能在含气泡的矿浆中稳定测量吗？

可以，但要分清两种气泡。

PS7000 采用线性调频（Chirp）声阻抗算法——发射宽带超声脉冲后，主机通过频谱解析回波信号，细小、分散气泡引起的多重反射干扰可被算法识别和抑制，这是它与传统单频反射式超声密度计的主要差异。仪表同时输出 0–100 含气指数与气泡标志位，DCS 可据此区分真实浓度变化与气泡造成的虚高。

大量游离气泡（泵入口吸空、跌落卷吸、曝气管正上方）或连续气相覆盖探头端面时，读数会偏高甚至失效。这是声学法的原理性限制，只能靠测点位置规避，不能靠标定补偿。

在内蒙古某热电厂吸收塔石膏排出管线（持续氧化风产生密集气泡工况），PS7000 替换原音叉密度计后实现连续多年稳定运行。

PS7000 对管道安装条件有什么要求？

PS7000 有管道式与焊接式两种安装方式，两者对工况的要求一致：

管道式：定制法兰测量管段串接于管路，法兰兼容 ANSI / DIN / JIS，探头端面出厂即与管段内壁齐平；焊接式：在现有管道上开 Ø60 孔、焊接底座，无需断管，适合大口径主管线；
直管段进口侧 ≥ 10D、出口侧 ≥ 5D（D 为管道直径），空间受限时最少 5D / 3D，远离泵出口、阀门与弯头；
优先垂直安装、流体自下而上；水平满管管道上探头位于管道中心高度的侧向，避开管底沉积与管顶积气；
管道不要求完全充满，但探头端面必须在任何工况下浸没于液相——非满管管道把探头装在管道下半部侧壁、最低运行液位以下，并高于管底淤积层；
流速不低于临界沉积流速、建议不高于 5 m/s；停泵滞流期间读数不代表工艺值，DCS 以泵运行信号做测量使能；
管径覆盖 DN50~DN1000（更大可定制）；声窗为蓝宝石，高磨蚀工况可选 316L + 特种陶瓷或 2205 双相钢探头，强腐蚀工况可选 PTFE 衬里。

非满管侧壁安装的角度与液位怎么定，见选煤厂浓缩池入料与底流煤泥水浓度在线测量。管道不允许开孔、动火或停车时，请改选 PS7010 外贴式。

PS7000 和核源密度计哪个更省钱？全生命周期成本对比

只比仪表采购价，超声与核源方案大致在同一量级；真正拉开差距的是 5~10 年的持有成本。

核源（Cs-137 / Co-60）密度计的隐性成本清单：

《辐射安全许可证》办理与年审，辐射工作人员培训与上岗证；
放射源专用运输与安装备案；
使用期间的剂量监测与台账管理；
源活度衰减后的更换费用（采购 + 运输 + 调试 + 旧源返厂）；
退役时的旧源送贮处置费——往往是单笔最大的一项。

PS7000 声阻抗超声方案：无放射源、无任何审批；非侵入式探头不伸入流道，没有插入件的迎流面冲刷与挂料点，探头寿命 ≥ 5 年，基本免维护、无耗材。内蒙古热电、青海钾肥、新疆铁矿等现场连续运行 2 年以上接近「零维护」。

结论：按 5 年口径折算，PS7000 的总持有成本通常显著低于核源方案。如工艺确需核原理，Na-22 豁免活度的伽马密度计确实是比 Cs-137 轻的一条路——免许可证，但 Na-22 半衰期约 2.6 年，仍存在周期性换源成本。这一类我们已停止供货，写在这里是为了把话说全。