超声 · PS7000

声阻抗密度计

超声声阻抗 · 浆液密度

PS7000 系列超声波声阻抗密度计彻底摒弃了传统 γ 射线密度计的辐射安全隐患与繁琐的环保审批维护成本,采用创新的线性调频(Chirp)声阻抗解析算法,攻克了复杂工况下的测量盲区,实现高精度连续计量。

也称为 超声密度计, 声阻抗密度计, 声阻抗法密度计, Ultrasonic Density Meter, Acoustic Impedance Density Sensor

适用于
  • 火电厂湿法脱硫石膏浆液密度测量
  • 有色冶金选矿矿浆密度在线测量
  • 盐湖卤水钾肥蒸发结晶两相流密度测量
  • 疏浚船舶排泥浆液密度实时监测
  • 造纸碱回收黑液白液浓度在线监测
  • 市政污水污泥浓缩消化脱水密度测量
不建议用于
  • 含气量极高的浆液
  • 极低浓度浆液(< 0.1 wt%)(建议改选 PS7020)
  • 不透明高悬浮物清液或均相溶液(建议改选 PS7110)
声阻抗密度计

PISONICS | 西安派声

PS7000 系列

超声波声阻抗密度计

告别核源隐患· 重新定义浆液密度在线测量

产品概述 Product Overview

PS7000 系列超声波声阻抗密度计是西安派声信息科技有限公司(PISONICS)自主研发的新一代非核源浆液密度在线监测仪表,彻底摒弃传统 γ 射线密度计的辐射安全隐患与繁琐的环保审批维护成本,专为有色金属、火力发电、煤炭洗选、化工冶金、钾肥盐化等行业的浆液密度精准控制而打造。

仪表搭载创新的 线性调频(Chirp)声阻抗解析算法,攻克了传统反射式超声仪表在含气泡、强腐蚀、高磨蚀等复杂工况下的测量盲区,于 0~80% 质量浓度(0~3000 kg/m³)全量程范围内实现 ±1% FS 的高精度连续计量,已在多家热电、矿山、盐化企业实现长达数年的“零维护”稳定运行,为生产过程稳定运行与产品质量提升提供可靠的数据支撑。

测量原理 How It Works

声阻抗法基于一个核心物理现象:当超声波在介质中传播并遇到固液界面时,回波信号的强度由界面两侧的“声阻抗”差异决定,而声阻抗 Z = 介质密度 ρ × 声速 c,与浆液密度直接相关。

PS7000 采用单探头自发自收设计:探头持续向管道内发射 线性调频(Chirp)超声脉冲,并实时采集回波信号。Chirp 信号宽频带的特性使其能够穿透气泡层、消除多重反射干扰;主机通过算法解析回波的声阻抗特征,准确还原浆液的真实密度。

→ 浆液密度越高,声阻抗越大,回波信号特征越显著,密度读数越精准。

声阻抗密度计

核心技术优势 Core Advantages

序号

关键技术 / 特性

客户价值

1

线性调频(Chirp)声阻抗算法

穿透气泡层、消除多重反射干扰,精准还原固液两相真实密度

2

非核源、零辐射

彻底告别 γ 射线密度计的辐射隐患与环保审批,安全无忧

3

非接触式探头设计

零磨损、零堵塞、免维护,探头使用寿命 ≥ 5 年

4

定制化耐磨探头

316L / 2205 双相钢 + 特种陶瓷复合,表面粗糙度 Ra ≤ 0.4μm,光洁抗结垢

5

管道法兰直插式安装

直管段仅需 5D+2D,无满管要求,少量矿浆同样精准计量

6

多种衬里可选

PTFE、橡胶、陶瓷可选,从容应对强酸、强碱、高磨蚀工况

7

一体 / 分体灵活安装

支持壁挂、面板、管道安装,分体式信号最远传输 500 米

8

中英双语 OLED 交互

图形化菜单提示,操作直观,3 分钟即可上手

9

双模信号输出

4-20mA(双路)+ MODBUS-RTU(RS485),无缝接入 PLC / DCS

10

支持 4G 远程传输

可选无线模块,实时数据云端可视,远程运维更便捷

11

海量数据存储

循环存储 20000 条实时数据 + 400 条日志记录,断电不丢数据

12

防爆 / CE 认证

可选 ExdⅡCT6Gb 防爆型号,已通过欧盟 CE 认证

与传统方案对比 Why PS7000

面对浆液密度测量的痛点——核辐射监管风险、气泡导致信号丢失、强磨蚀缩短探头寿命、频繁结垢推高维护成本——PS7000 凭借非核源声阻抗原理与定制化探头设计,在安全性、抗干扰能力、维护成本三大维度实现全面超越:

对比维度

核(γ 射线)密度计

音叉 / 差压密度计

PS7000 声阻抗

安全性

有辐射,需环保审批

安全

安全无辐射、无审批

气泡 / 沉淀干扰

受影响明显

受影响较大

Chirp 算法抗干扰

磨损与结垢

传感器易磨损

易结垢、需常维护

非接触、零磨损

维护成本

高(需更换核源)

中等(频繁清洗)

极低(基本免维护)

全寿命周期成本

中等偏高

明显更优

典型应用场景 Typical Applications

  • 有色冶金 选矿厂矿浆给料 / 排料浓度控制、浮选工艺浓度监测、浓密机下口与旋流器出口矿浆浓度测量
  • 火力发电 石灰石浆液制备、烟气脱硫(FGD)浆液浓度监控、循环浆液密度调节
  • 煤炭洗选 重介质悬浮液密度控制、精煤 / 中煤 / 尾煤分选过程浓度监测
  • 钢铁冶金 钢厂石灰石浆液脱硫密度测量、转炉除尘浆液浓度监测
  • 化工 / 钾肥 盐湖卤水浓度监测、饱和结晶溶液密度控制、含固两相流在线计量
  • 矿山尾矿 尾矿库充填站出口料浆密度测量、磨矿循环密度控制

典型应用案例 Application Cases

案例 1| 内蒙古某热电厂

客户原使用音叉密度计与双法兰差压式密度计:音叉式因 PH 箱空间大、浆液沉淀,测量数据频繁波动;差压式则因前端管道泡沫严重、传感器结垢,测量结果偏差大。换装 PS7000 后,气泡与结垢问题彻底解决,仪表基本免维护,精度稳定,完全满足客户使用需求。

案例 2| 青海某钾肥厂

钾肥生产高度依赖盐湖资源,溶液具有高盐浓度、大量悬浮晶体、高粘度、强腐蚀、易结垢等苛刻特性,传统密度计难以稳定运行。2025 年 10 月底,PS7000 进驻该厂调和槽核心工序(氯化钾接近饱和、晶体含量 30%~40%、温度 5~20℃ 间波动)。连续两周比对测试显示,PS7000 测量值与人工实验室数据偏差始终控制在 0.5%~0.8%,即使在浓度峰值期也未出现异常,充分验证了其在复杂工况下的高精度与可靠性。

案例 3| 新疆某铁矿选矿厂

客户原采用对射原理密度计,因矿浆气泡干扰严重,频繁出现信号丢失,影响安全生产;运行半年后探头磨损加剧,损坏频发。换装 PS7000 系列声阻抗密度计以来,气泡干扰与磨损问题彻底消除,设备稳定运行已超过两年,基本实现“零维护”,显著提升了系统可靠性与运维效率。

技术参数一览 Technical Specifications

项目

规格参数

产品型号

PS7000 系列(声阻抗序列)

测量对象

固液两相浆液(矿浆、灰浆、煤浆、石灰石浆、盐溶液等)

测量范围

0 ~ 80%(质量浓度) / 0 ~ 3000 kg/m³

测量精度

±1% FS

分辨率

0.001 g/cm³ 或 0.1%

供电电源

DC 24V 或 AC 220V ±20%(50/60Hz),四线制

整机功耗

≤ 1W

环境温度

-30℃ ~ +60℃

介质温度

0℃ ~ 80℃(高温型可达 120℃)

环境湿度

≤ 98%RH(无凝露)

适用管径

DN50 ~ DN1000(更大口径可定制)

安装方式

法兰直插式 / 焊接式 / 分体式(兼容 ANSI / DIN / JIS)

防护等级

管段 IP68 / 主机 IP65

防爆等级

ExdⅡCT6Gb(可选)

显示屏

128 × 64 点阵 OLED(中 / 英文双语,可选远端显示)

模拟输出

4-20mA × 2 路(负载 ≤ 500Ω)

数字通讯

RS485 MODBUS-RTU(波特率 / 校验位可设置)

远程传输

支持 4G 无线模块(选配)

数据存储

实时记录 20000 条 + 日记录 400 条

认证

已通过欧盟 CE 认证

外形尺寸

288 × 190 × 95 mm(主机)

主机重量

约 2.5 kg

Precision Beyond Limits

※ 如需定制非标量程、特殊衬里、防爆型号或获取详细选型方案,欢迎联系西安派声技术工程师。

Precision beyond limits

※ 如需定制非标量程、特殊衬里、防爆型号或获取详细选型方案,欢迎联系西安派声技术工程师。

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PS7000 派声超声密度计 vs IPB-1K Na22 核源密度计

派声 PS7000(超声声阻抗非核源)与俄罗斯伊科菲斯 IPB-1K(Na-22 核辐射源)同样用于矿浆、泥浆、脱硫浆液的在线密度/浓度测量。两者核心差异有三:一是精度——PS7000 绝对精度 ±0.01 g/cm³,约为 IPB-1K(±1% 满量程 ≈ ±0.027 g/cm³)的 2.7 倍以上;二是全生命周期成本——Na-22 半衰期约 2.6 年,放射源通常每约 2 年就须更换一次,每次换源都产生采购、运输、安装调试与旧源返厂处置等费用,而 PS7000 无放射源、全生命周期无此类持续开销;三是合规门槛——单厂安装核源密度计超过 10 台时,必须办理辐射安全许可证。(环办辐射〔2018〕49号)

产品对比

PS7000 非核源替代 vs 传统 Cs137 核源密度计

在哪些工况下 PS7000 超声密度计可以完全替代传统 Cs137 核源密度计?本表逐项对比。

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。"

李主任
选矿车间主任
某铜矿企业

"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。"

热控王班长
热控专工
内蒙古某热电厂

"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。"

谢主任
工艺工程师
青海某钾肥厂

"我们原本用对射原理密度计,矿浆气泡严重时频繁信号丢失,运行半年探头就磨损得没法用。换 PS7000 之后两年多了,气泡和磨损都不是问题,基本是「零维护」状态,省下来的人工和备件费就不少。"

张主任
选矿车间主任
新疆某铁矿选矿厂

常见问题

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 是直接替代方案。我们也有伽马原理的 PS7500,它采用 Na-22 豁免活度源(< 1000 KBq),同样无需办理放射源许可。

PS7000 真的能在含气泡的矿浆中稳定测量吗?

可以。

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,气泡引起的多重反射干扰会被算法识别并剔除。这是 PS7000 与传统反射式超声密度计的核心差异:传统单频反射对气泡极敏感,PS7000 的 Chirp 算法对气泡基本免疫。

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 法兰直插式安装要求:

  1. 直管段≥5D(前)+ 2D(后),D 为管道公称直径;
  2. 安装点须满管运行,避免气液两相分层;
  3. 管径覆盖 DN50~DN1000(更大可定制);
  4. 法兰兼容 ANSI / DIN / JIS;
  5. 高磨蚀工况建议 316L + 特种陶瓷或 2205 双相钢探头;
  6. 强腐蚀工况可选 PTFE 衬里。

如管道不允许开孔,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;非接触式探头零磨损、零堵塞,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(如重介质洗煤),可考虑 Na-22 豁免活度的 PS7500——免许可证,但 Na-22 半衰期约 2.6 年,仍存在周期性换源成本。

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