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
中药浓缩与醇提工序浓度在线监测 行业应用方案
—— 中药浓缩液 · 醇提 · 醇沉工序 ——
【关键测量参数：浸膏相对密度 / 可溶性固形物 / 折射率 nD】
中药浓缩与醇提工序浓度在线监测
一、工艺背景 Process Background
中药提取的浓缩工序，终点判断长期依赖停机取样、测相对密度或看经验。问题不在于方法本身不准，而在于它是离散的：取一次样，浓缩罐里已经又走了一段；而浓缩到后段，浓度对时间的变化是加速的，采样间隔里发生的事恰恰最要紧。
药液深色、粘稠、常带细小悬浮物——这一条把大部分透光型光学方法排除了。临界角折光不受影响：测量只发生在棱镜表面约一微米的一薄层里，光不穿过药液，所以颜色和浊度都不进入光程。
醇提与醇沉工序则是另一类需求：加醇比例决定沉淀效果与有效成分收率，而乙醇与水的折射率差异明显，配比变化能被清楚地看到。
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：
- 浓缩过程的溶解物浓度 —— 连续跟踪，终点判断不必停机取样
- 深色、粘稠、带细小悬浮物的药液 —— 不影响读数
- 醇提 / 醇沉的醇水配比 —— 乙醇与水折射率差异明显
- 与化验室数据自助建模 —— 换药材品种不必返厂
做不到的（写在这里，免得选错）：
- 有效成分含量 —— 折光测的是溶解物总量，不是某一种成分。含量测定仍需色谱
- 区分不同药材的浸膏 —— 折射率相同不等于成分相同
- 多组分体系的组分分离 —— 应选 PS7100 光谱法
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 | 减压浓缩、热浸提等高温工序 |
GMP 工艺按卫生级配置：PS7110-MT4 卫生级适配器或卫生卡箍接入，支持 CIP 原位清洗与 SIP 原位灭菌，清洗温度 −30 ~ 120 ℃。
减压浓缩罐这类高温测点选 C 档（−10 ~ 100 ℃）；醇沉罐等常温工序 A 或 B 档即可。浸膏粘稠、易挂壁，建议配 PS7110-CL1 超声波清洗组件。罐体测点可用罐外循环方案——由泵抽出经回路送回，探头装在泵后，这是四种安装方案里测量条件最稳定的一种；若直接装罐壁，须保证罐内溶液连续流动，且搅拌器不会碰到测量窗口。
需要注意一条：每一种药材、每一个品种的浓缩液，标度都要单独建立。这不是麻烦，是折光法的固有性质——好在建模可以在现场用你们自己的取样化验值做，并可做多点温度补偿。
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。
- 药材品种与工序（水提浓缩 / 醇提 / 醇沉）——每一种都要单独的标度
- 浓度工作区间与终点判据
- 工艺温度，特别是减压浓缩的实际液温
- 粘度与挂壁情况，决定 CL1
- 罐体还是管道测点，决定罐外循环 / 罐壁安装 / 旁通
- GMP 验证文件需求（IQ / OQ、材质溯源、表面粗糙度）
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。中药浓缩这道工序的难点从来不是「测不准」，而是「测得太少」。把离散的取样换成连续的读数，终点判断才谈得上有依据。
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。
