PISONICS | 西安派声
PS7010 系列
外贴式超声波密度计
双探头对射 · 外贴免开孔 · 老管在线改造
产品概述 Product Overview
PS7010 系列外贴式超声波密度计是西安派声（PISONICS）面向「不能开孔、不能动火、不能停车」这三类现场约束设计的非核源浆液密度在线监测仪表。仪表采用双探头一发一收的对射式结构，发射探头与接收探头分置于管道两侧，实时解析超声波穿透介质后的能量衰减量，据此换算浆液的密度与浓度。
PS7010 提供管段式（插入接触）与外贴式（夹装免开孔）两种安装方案。外贴式探头不接触介质、不破坏管道完整性，无需停车即可在既有管路上完成部署，也可随时拆卸转移测点——这是外贴式区别于插入式方案的关键。
测量原理 How It Works
声衰减法基于一个直接的物理事实：超声波穿过含固浆液时，固体颗粒会散射并吸收部分声能，使接收端的信号强度按指数规律衰减。固含量越高，衰减越强，接收信号越弱。在声程固定的前提下，测得衰减系数 α 即可换算浓度。
衰减系数由三部分构成：颗粒对声波的散射、介质的黏滞与热吸收，以及频率相关项——频率越高衰减越强，这也决定了可用声程的上限，是 PS7010 限定管径范围的根本原因。
散射项随颗粒直径的三次方增长：粒径翻倍，散射约增大 8 倍。因此粒度分布对声衰减法的影响比对反射法更直接，粒度发生明显变化时必须重新标定。
核心技术优势 Core Advantages
关键技术 / 特性 | 客户价值 |
声衰减对射式测量 | 双探头一发一收，超声穿透浆液后的能量衰减量与固含量直接相关，声路贯穿整条管弦，反映的是断面平均而非单点 |
外贴式免开孔安装 | 不开孔、不动火、不停车，既有管路改造量小、工期短；探头不接触介质，无冲蚀、无泄漏点、无接液材质相容性问题 |
管段式 / 外贴式双方案 | 同一型号覆盖两种安装形态：新建管线或带衬里管道走管段式，既有金属管路、防爆区域、不可停车工艺走外贴式 |
可拆卸、可转移 | 外贴式以钢轧带固定，随时可拆卸并转移到别的测点，适合临时监测、工艺摸底与多点巡检 |
非核源、零辐射 | 不涉及 γ 射线辐射防护，亦无许可、备案、年检与退役等全流程管理成本 |
统计剔野 + 自适应滤波 | 多策略异常值剔除配合四选一输出滤波，抑制流场脉动带来的读数跳变 |
含气在线诊断 | 输出 0–100 含气指数与气泡标志位，随主变量一并上传，使「读数偏高」是真浓度上升还是气泡所致可判可溯 |
五路接口并行输出 | 2 路 4–20 mA + RS485 Modbus-RTU + HART + 4G + 蓝牙，DCS / PLC / 手操器 / 手机 / 云端可同时接入 |
NAMUR NE43 合规输出 | 故障时输出 3.5 mA 低报警（出厂默认），超量程走 3.8 / 20.5 mA 指示带，故障、超量程与正常测量在 DCS 侧可明确区分 |
三端一体运维 | 仪表本机、上位机与派声云平台共享同一套 Modbus 寄存器口径，支持远程组态、引导式标定与在线固件升级（OTA） |
防爆 / CE 认证 | 可选 Ex d IIC T6 Gb；已通过欧盟 CE 认证 |
含气工况的限制与判读 Aerated Conditions
声衰减法的被测量即接收信号的强弱，而气泡对超声的散射与遮挡同样会削弱信号。这意味着气泡与固含量在信号幅度上同向、不可直接分离，且气泡会把密度读数系统性地推高。这一点与反射式的 PS7000 正好相反，现场判读时切勿套用。
仪表持续输出 0–100 含气指数与气泡标志位。该指数取自测量过程自身的稳定性，而非信号的绝对强弱，因此不依赖信号是变强还是变弱——这正是它在对射几何下同样成立的原因。
含气量大的工况请改选 PS7000 超声波浆液密度计——它是反射式短声程，气泡不会像在对射长声程上那样累积衰减。这是两个型号最主要的选型分界。
典型应用 Typical Applications
行业 | 典型测点 |
化工 / 精细化工 | 酸碱溶液浓度、反应釜出料浓度、催化剂浆液密度 |
盐化 / 钾肥 | 饱和卤水浓度、结晶溶液密度、盐溶液输送管道在线计量 |
制糖 / 造纸 | 糖浆与蔗汁浓度、黑液与白液浓度、淀粉浆液密度 |
食品 / 酿造 | 果汁与浓缩液密度、发酵醪液浓度、乳制品工艺浓度 |
矿山 / 选矿 | 脱气后矿浆给料与排料密度、尾矿浆输送密度 |
防爆 / 老管改造 | 易燃易爆区域不动火施工、既有管线在线加装、不可停车工艺的临时或永久监测 |
外贴可行性判定 Clamp-on Feasibility
外贴式是隔着管壁测量，管壁因此成为声路的一部分，可行性由管道条件决定。询价时请提供：管材与公称直径、实测壁厚、有无内衬、外壁锈蚀与涂层情况、有无保温层及能否局部开窗、拟装位置可用直管长度，以及介质名称、浓度范围、粒度分布、含气情况、温度与流速。
外贴式要求金属管（碳钢 / 不锈钢 / 铜合金）、壁厚均匀、材质一致、内壁无衬里、外壁可打磨；需涂敷超声耦合剂并以钢轧带固定。安装前须在拟贴装位置完成现场耦合测试并记录信号质量——未通过耦合测试的位置不得用于性能判定，这是外贴式与插入式最大的差别。
技术参数一览 Technical Specifications
项目 | 规格参数 |
产品型号 | PS7010 系列（超声声衰减） |
测量原理 | 超声波声衰减对射法，双探头一发一收 |
探头配置 | 发射探头 × 1 + 接收探头 × 1，管道两侧对置布置 |
测量对象 | 固液两相浆液、溶液、糖浆、黑液等；要求低气泡 |
测量范围 | 0 ~ 80 %（质量浓度），可按介质标定；实际上限受管径与固含衰减限制，由厂家按工况核定 |
测量精度 | ±1 % FS；实液标定后的典型值优于此指标，以标定证书为准 |
主变量输出 | 密度（g/cm³ 或 kg/m³）、质量浓度、体积浓度、波美度、固含量（g/L） |
诊断量输出 | 含气指数（0–100）与气泡标志位、接收信号能量、信号质量、探头温度、故障状态字 |
供电电源 | AC220V（AC100–240V，50/60 Hz 宽压输入）/ DC24V，两种供电规格均为标配 |
产品功耗 | ≤ 1 W |
环境温度 | −30 ~ +60 ℃ |
介质温度 | 0 ~ 80 ℃ |
湿度范围 | ≤ 98 %RH（无凝露） |
适用管径 | DN50 ~ DN500 |
安装方式 | 外贴式（钢轧带夹装，免开孔）或管段式（定制法兰测量管段）；两种方式主机箱均分体挂墙安装 |
管壁要求 | 外贴式：金属管（碳钢 / 不锈钢 / 铜合金），壁厚均匀、材质一致、内壁无衬里，外壁可打磨 |
声耦合 | 外贴式需涂敷超声耦合剂；安装前须完成现场耦合测试 |
探头电缆 | 标准 5 m（可按现场需要定制长度） |
可选衬里 | 管段式：PTFE / 橡胶 / 陶瓷（按工况定制） |
温度传感 | PT1000 探头温度（22 位 Σ-Δ 采集，支持断线 / 短路诊断）+ 板内数字温度传感器 |
模拟输出 | 4–20 mA × 2 路，符合 NAMUR NE43；每路可独立配置输出量、量程端点、修正系数与故障电流 |
数字通讯 | RS485 Modbus-RTU，从站地址 1–247，波特率 1200 / 2400 / 4800 / 9600 / 19200 / 38400 / 57600 / 115200 bps（出厂 57600），传输距离约 500 m |
HART 通讯 | HART 5 从站，Bell 202 FSK（1200 bps）叠加于 4–20 mA 回路 1 |
蓝牙通讯 | Bluetooth 5.4 BLE，手机 / 平板可完成实时读数与全部参数配置 |
远程传输 | 4G / DTU 接入派声云平台（选配） |
现场总线 | Profibus-DP（选配） |
显示与操作 | OLED 显示窗口，中 / 英双语菜单，红外遥控器操作；远端数码显示屏（选配） |
现场标定 | 多点线性回归 Y = aX + b，最多 20 点；≥ 3 点时按 r² ≥ 0.8 自动判定 |
出厂标定 | 40 组独立标定区，每组最多 16 个浓度点 × 15 个温度点，Flash 掉电保持 |
数据存储 | 本机历史记录 360 条（记录周期可设，默认 20 min ≈ 5 天）；接入云平台后遥测数据保留 90 天 |
固件升级 | 双槽 OTA：CRC-32 整包校验 + 设备类型身份校验，失败自动保留原固件；支持云端远程升级 |
防护等级 | IP65 |
防爆等级 | Ex d IIC T6 Gb（可选，订货时指定） |
认证 | 欧盟 CE（证书随货提供） |
主机箱尺寸（防护箱） | 400 (W) × 400 (H) × 180 (D) mm |
主机箱重量 | 约 15 kg |
※ 如需定制非标量程、管段式衬里、防爆型号或获取外贴可行性评估，欢迎联系西安派声技术工程师。完整技术参数以《PS7010 技术规格书》为准。
