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 | 无 | 无 | 无 |
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。