光学 · PS7100

光谱法浓度计

光谱分析 · 多组分适用

PS7100 系列光谱法浓度/密度计通过多通道全光谱技术,实现实时、无试剂、无稀释的高精度浓度测量。基于朗伯-比尔定律,该仪表在紫外、可见和近红外波段覆盖广泛,适用于化工、制药、食品饮料等多种行业,尤其适合复杂多相体系中的浓度监测。

PISONICS  |  西安派声

PS7100 系列

光谱法浓度 / 密度计

多通道全光谱分析  ·  无试剂、无稀释  ·  紫外 / 可见 / 近红外一站式覆盖

± 1 nm

波长准确度

200 ~ 1700 nm

覆盖紫外 / 可见 / 近红外

R² > 0.99

MLR 建模精度

产品概述  Product Overview

PS7100 系列光谱法浓度 / 密度计是西安派声信息科技有限公司(PISONICS)面向化工、石油化工、医药、食品饮料、半导体、污水处理等行业推出的全新一代非侵入式在线液体分析仪表。仪表采用先进的多通道吸收光谱技术,搭载 LED 光源阵列 + 多通道光电检测器,覆盖紫外(UV)、可见光(Vis)、近红外(NIR)至短波红外(SWIR)全波段,可直接在过程管道或容器中实时监测混合溶液中特定物质的浓度。

凭借多年积累的 MLR 多元线性回归算法 与温度补偿模型,PS7100 实现 R² > 0.99 的高精度浓度量化,且 无需化学试剂、无需样品稀释、无需取样接触——即使在含气泡、固体杂质或结晶体的复杂多相体系中仍能保持准确性。蓝宝石自清洁探头与 OLED 长寿命光源的组合,让 PS7100 的维护周期长达 180 天以上,是化工反应釜、酿造工艺、半导体超纯液、污水监测等高价值场景的优选方案。

测量原理  How It Works

光谱法测量基于经典的物理学原理——朗伯-比尔定律(Beer-Lambert Law):当一束光通过含有吸光物质的液体时,光强会按照特定波长被选择性吸收,吸收量(吸光度 A)与该物质的浓度 c 和光程 L 成线性正比。

PS7100 的工作流程分为四步:(1) LED 光源阵列依次点亮,发射覆盖 255 ~ 1650 nm 的全光谱脉冲;(2) 光束穿过被测液体,特定分子(如水、醇、有机酸、芳香化合物等)按其特征波段选择性吸收部分光子;(3) 多通道 Si + InGaAs 检测器阵列同步采集穿透后的光强,得到完整的吸收光谱;(4) 主机通过 MLR 智能建模 + Kalman 滤波,实时反算出介质的浓度 / 密度,并通过双路 4-20mA、Modbus、蓝牙 5.3 等接口输出。

核心技术优势  Core Advantages

序号

关键技术 / 特性

客户价值

1

多通道全光谱传感

LED 光源阵列 + 多通道光电检测器,紫外-可见-近红外-短波红外全波段同步采集

2

MLR 智能建模算法

多元线性回归从多通道光谱中自动筛选最优特征波段,R² > 0.99

3

朗伯-比尔定律物理基础

吸光度与浓度成线性正比关系,原理清晰、机理可靠

4

无试剂 · 无稀释 · 无破坏

直接在过程管道或容器中实时测量,无需取样、无需化学预处理

5

非侵入式光学测量

光学探头不接触介质成分,无污染、无破坏,对工艺无干扰

6

蓝宝石自清洁探头

特殊处理蓝宝石光学窗口 + 自清洁设计,长期连续运行不结垢

7

抗多重过程干扰

不受液体压力变化、流量突变、湍流、振动、噪音、颜色变化影响

8

抗气泡 / 杂质 / 结晶

智能光谱处理与校正模型,多相体系仍保持高精度浓度量化

9

多参数同时输出

浓度 / 温度 / 全光谱数据可同步输出,便于工艺多维监控与诊断

10

无机械动作 · 长寿命

OLED 长寿命光源 + 光学探头无移动部件,故障率极低

11

丰富通信接口

RS485 / Modbus / Profibus-DP / Hart / 蓝牙 5.3 / MQTT / 双路 4-20mA / 继电器全栈支持

12

防爆 / CE 认证

Ex db ib IIC T6 Gb 防爆型号可选,已通过欧盟 CE 认证

全光谱波段覆盖 · 一站式多介质分析  Full Spectrum Coverage

PS7100 的多通道 LED 光源阵列横跨 紫外 (UV) → 可见光 (Vis) → 近红外 (NIR) → 短波红外 (SWIR) 四大波段,等同于将一台紫外分光光度计、一台可见光浓度计、一台近红外分析仪集成于单台仪表中。不同波段对应不同物质的特征吸收:

与传统方案对比  Why PS7100

面对液体浓度在线监测的传统痛点——化学滴定试剂消耗、折光仪受温度干扰、振管/音叉密度计易结垢需频繁清洗、取样实验室分析滞后无法实时反馈——PS7100 凭借光学非接触原理与多通道智能建模,在实时性、抗干扰、维护成本三大维度全面超越:

对比维度

实验室取样分析

折光仪

振管 / 音叉密度计

PS7100 光谱法

实时性

滞后(小时级)

实时

实时

实时(秒级响应)

试剂消耗

需化学试剂

多组分识别

需多项分析

仅单波长折射率

仅密度

多波段同时识别多成分

介质适应

样品需预处理

受温度影响明显

受工艺压力影响

抗压力 / 流量 / 湍流 / 颜色

抗结垢

不适用

易结垢

易结垢

蓝宝石自清洁

维护周期

每次取样均需操作

约 60 天

约 30 天

≥ 180 天

典型应用场景  Typical Applications

  • 化工 / 精细化工 酸碱浓度(H₂SO₄ / NaOH / HCl)在线监测、AD-BLUE / 尿素 / 甲醛合成、氯碱电解盐水净化、相界面检测、溶剂回收(蒸馏) 【输出:wt% / vol%】
  • 制药 / 生物技术 药液浓度过程分析(PAT)、发酵液浓度监测、注射液浓度控制、CIP 工艺识别 【输出:g/L / wt%】
  • 食品 · 酿造 · 饮料 麦汁浓度(过滤槽 / 麦汁过滤器 / 煮沸锅)、糖度(°Brix / °Bé)、葡萄酒酒精浓度、智能勾兑、乳制品干物质监测 【输出:°Brix / °Bé / vol%】
  • 半导体 / 精细化学品 超纯化学品浓度(HF / H₂SO₄ / H₃PO₄ / KOH)、电解液浓度、PCB 清洗液浓度、纹理槽 / 蚀刻槽液浓度 【输出:wt% / ppm】
  • 石油炼化 原油含水率、调和比例、燃料添加剂检测、相分离监测 【输出:vol% / g/cm³】
  • 污水处理 / 环保 COD 在线监测、悬浮物浓度、色度监测、电解槽 KOH 浓度、铜矿 H₂SO₄ 测量 【输出:mg/L / g/L】

技术参数一览  Technical Specifications

项目

规格参数

产品型号

PS7100 系列(光谱法序列)

测量原理

紫外-可见-近红外吸收光谱法(基于朗伯-比尔定律)

测量对象

化工溶液、酿造液、饮料、清洗液、医药液体等清洁均匀液体

输出参数

浓度 / 密度 / 温度 / 全光谱数据(可同时输出)

测量范围

0 ~ 40%(按介质定制)

测量精度

±0.1(绝对精度,建模 R² > 0.99)

光谱响应范围

200 ~ 1700 nm(探测器)

光源波长范围

255 ~ 1650 nm(多通道 LED 阵列)

光谱分辨率

33 nm

波长准确度

±1 nm

波长重复性

< 0.2 nm

光谱稳定性

< 3%(紫外区) / < 1%(可见光区与红外区)

光谱窗口面积

φ40 mm

检测器类型

Si + InGaAs 双探测器

接液材质

蓝宝石(自清洁设计)

测量方式

对射 / 反射(按工况选择)

光程范围

1 ~ 40 mm

工作压力

≤ 2.0 MPa(高压定制可选)

工作环境

0℃ ~ +60℃,≤ 80% RH

防护等级

IP66

防爆等级

Ex db ib IIC T6 Gb(可选)

供电电源

DC 24V / AC 220V

整机功耗

≤ 5W

模拟输出

双路 4-20mA(最大 750Ω 负载,符合 NAMUR NE43)

数字通讯

RS485 / Modbus RTU / Profibus-DP / Hart / 蓝牙 5.3 / MQTT

开关量输出

继电器输出(窗口报警)

数据存储

循环存储 10000 条历史记录

显示与操控

本地 OLED + 远端显示屏(可选)

算法

MLR 多元线性回归 + Kalman 滤波 + 阻尼滤波

认证

已通过欧盟 CE 认证

Precision Beyond Limits

※ 如需特定介质标定模型、特殊光程定制、防爆 / 卫生级版本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。

准备好选型?

获取定制报价方案

获取报价