PISONICS | 西安派声
PS7110 系列
在线折光浓度计
临界角折光 · 薄层界面测量 · 对颜色与浊度不敏感
果汁 / 果浆 / 浓缩汁在线浓度监测 行业应用方案
—— 蔗糖 · 果糖 · 果汁 · 果浆 · 果酱 · 骨汤 ——
【关键测量参数：可溶性固形物 Brix / 折射率 nD】
果汁 / 果浆 / 浓缩汁在线浓度监测
一、工艺背景 Process Background
果汁与果浆这条线上，浓度既是质量指标（可溶性固形物，成品必须达标），又是过程控制量（蒸发浓缩到什么程度停、调配按什么比例兑）。而它同时也是最难用光学方法测的一类液体之一——果肉、纤维、色素、气泡俱全。
临界角折光在这里的价值就在于它不需要透光：光射向棱镜与液体的界面，在临界角处发生全反射，线阵 CCD 读的是明暗分界线的位置。果肉和色素都在这一薄层之外，光程根本不经过它们。深色浓缩汁、带果肉的果浆照样能测。
二、这道工序上，折光法能做什么、不能做什么 What It Can and Cannot Do
能做的：
- 可溶性固形物（Brix）—— 蒸发浓缩终点、调配比例、成品符合性
- 深色、高浊度、含果肉与气泡的液体 —— 不影响读数
- 在线连续跟踪 —— 取样化验一天几次，看不到中间发生了什么
做不到的（写在这里，免得选错）：
- 总固形物（含不溶性果肉）—— 折光只算溶解的那部分
- 区分果糖与蔗糖 —— 两者都抬高折射率，折光给的是总量
- 棱镜挂果胶、结糖时仍然准确 —— 高粘度果浆建议直接配 CL1
三、PS7110 选型 Selecting the PS7110
| 档位 | 棱镜 | 过程温度 | 折射率范围 | 适用 |
|---|---|---|---|---|
| PS7110-A | 高强度光学玻璃 | 0 ~ 60 ℃ | 1.33299 ~ 1.51782 | 常温、非磨蚀、量程在 0~90 %Brix 以内 |
| PS7110-B | 蓝宝石 | 0 ~ 70 ℃ | 1.33299 ~ 1.57041 | 多数在线工序的默认档；0~100 %Brix |
| PS7110-C | 蓝宝石 | −10 ~ 100 ℃ | 1.33299 ~ 1.57041 | 蒸发浓缩、杀菌前后等高温测点 |
接口按卫生级配置：PS7110-MT4 卫生级适配器，CIP / SIP 兼容，清洗温度 −30 ~ 120 ℃。需要目视确认检测面状态的测点可以用 PS7110-MT2 / MT3 带视窗三通、四通。
蒸发器出口这类高温测点走 C 档（−10 ~ 100 ℃）；调配罐、灌装前等常温测点 A 或 B 档即可。果浆粘稠、易挂料，建议默认配 PS7110-CL1 超声波清洗组件——这类介质等到读数漂了再加装，代价比一开始就配上大得多。
通用技术参数：
| 项目 | 指标 |
|---|---|
| 测量参数 | 折射率 nD；按标度换算浓度（%Brix 或 wt% / vol%） |
| 测量精度 | 浓度 ±0.1 %；折射率 ±0.0001；温度 ±0.5 ℃ |
| 分辨率 | 浓度 0.01 %；折射率 0.00001；温度 0.1 ℃ |
| 耐压范围 | 检测面 ≤ 1.5 MPa |
| 清洗温度 | −30 ~ 120 ℃，支持 CIP 原位清洗与 SIP 原位灭菌 |
| 接液材质 | SS316L + 棱镜；B / C 档可选 PTFE / 哈氏合金 / 钛材 / 钽材 |
| 输出信号 | 4–20 mA / RS485 / RS232 / USB |
| 防爆等级 | Ex ia IIC T6 Ga（本安） |
标度必须按你的介质建立 Scale and Calibration
这是折光法最常被误解的一条，写在前面免得后面出问题。
出厂标定的是折射率与温度，按标准单位逐支标定，这部分与介质无关，多台仪表之间口径一致。但浓度标度取决于介质——折射率到浓度的换算曲线是某一种液体的性质，按某一介质建立的标度不能用于其他液体。
落到现场就是三件事：一、告诉我们介质，我们给对应的标度；二、换配方、换品种、换工序，标度要跟着换，仪表本身不必返厂——现场可做 RI 校准、按取样化验值自助建模、并做多点温度补偿；三、多组分体系要当心：折射率相同不等于浓度相同，两种以相同方式影响折射率的组分，折光法分不开，这类工况应改选 PS7100 光谱法。
安装与维护要点 Installation and Upkeep
折光法读的是棱镜表面那一薄层液体，所以读数可信度只取决于两件事：检测面是否始终被代表工艺的液体漫过，以及它是否洁净。
- 检测面不得朝下——朝下会积料，而积料不会触发故障，只表现为读数缓慢单向漂移
- 立管安装时流体须自下而上——下行管停泵会掉液、不再满管，棱镜漫不过，读数即失去意义
- 水平管从底部上插（检测面朝上）或侧接（检测面竖直）均可；顶部下插为禁止装法
- 四种安装方案：旁通支路（推荐，可关阀单独检修不停主管）/ 主管直装（成本最低，检修须停机）/ 罐外循环（测量条件最稳定）/ 罐壁安装（结构最简单）
- 2 寸及以下管道用 PS7110-MT1 小管径适配器；需要目视确认检测面用 MT2 / MT3 带视窗三通、四通
- 含砂砾或研磨颗粒的介质必须在上游滤除——检测窗口是磨损件
清洗方案应当在设计阶段就定下来，而不是等读数漂了再补：卫生级工艺直接用 CIP / SIP；易成膜、易挂料的介质选 PS7110-CL1 超声波清洗组件（在线连续清洁）；结晶或颗粒附着的工况选 PS7110-CL2 高压冲洗组件（按周期冲洗检测面）。
仪表带探头状态诊断：明暗分界线的位置是测量值，它的锐度与对比度是同一个探测器同时看到的另一个量。覆盖层先让边缘变钝，之后才让位置偏移——所以仪表能在读数明显变错之前报出状态，而不是静默地给一个貌似合理的数。但它不能替代看一眼检测面，把这一条纳入日常巡检比任何事后的系数修正都有效。
选型前请确认 Before You Order
下面这几项决定了给你的是哪一档、配什么附件、用哪条标度。把它们发给我们，比对着规格书猜快得多。
- 品种与工序（原汁 / 浓缩汁 / 果浆 / 果酱 / 调配液）——决定标度
- Brix 工作区间与成品容差
- 工艺温度，尤其是蒸发器出口的实际上限
- 粘度与果肉含量，决定是否必须配 CL1
- 接口形式与管径
- 是否需要按化验室数据现场建模
这一页写的是方法与选型，不是业绩案例。PS7110 在这个行业目前没有可公开引用的投运数据，所以这里没有装机台数、节省比例或回收期——那些数字我们不会编。有工况参数就能给出可核对的选型意见，这比一个漂亮的案例更有用。
结语
西安派声（PISONICS）的 PS7 系列覆盖多种密度 / 浓度测量原理：声阻抗 PS7000、声衰减 PS7010、声速法 PS7020、光谱法 PS7100、折光法 PS7110、科氏力 PS7200、差压 PS7300、音叉 PS7400、微波 PS7600。原理不同，能看见的东西也不同，选型的第一步永远是问「这道工序要测的到底是什么量」。
PS7110 系列在线折光浓度计走的是临界角折光：测量只发生在棱镜表面的一薄层界面上，因而对介质的颜色、浊度与气泡不敏感；代价是棱镜表面必须保持洁净。果汁与果浆恰好是「深色浑浊但溶解物浓度就是控制量」的典型，方法与工艺是对上的。
若需要非标量程、特殊接液材质、防爆型号，或希望我们按贵司的取样化验数据建立浓度标度，欢迎联系西安派声技术工程师团队。
