PISONICS| 西安派声
PS7110 系列
在线折光浓度计
光学折射 · 全相隔离 · 实时浓度
产品概述Product Overview
PS7110 系列在线折光浓度计是西安派声信息科技有限公司（PISONICS）面向工业过程实时浓度监测推出的非接触光学测量仪表。仪表基于光在液体中的全反射临界角原理，通过高分辨率光谱采集与温度补偿算法，将液体折射率精准换算为浓度（Brix、% 或自定义标度），适用于石化、食品饮料、制药、造纸、化工、电池、矿物加工等众多行业。
仪表搭载光学级蓝宝石棱镜与 CCD 阵列检测系统，棱镜接液面采用全平面无凹槽设计，运行中无机械动作、无试剂耗材、不受气泡 / 固体杂质 / 颜色 / 浊度 / 粘度影响，可在 0~100% 浓度全量程内实现 ±0.5% 的稳定测量，已在脱硝氨水、酸碱浓度调配、酒精蒸馏、果糖糖浆、电池电解液等数百个工艺现场实现长期稳定运行。
测量原理How It Works
光的折射是一种物理现象——光线从一种介质进入另一种介质时传播方向会发生偏折，且偏折程度取决于两种介质的折射率差。折射率与液体浓度（混合比）成正比：例如同样 100ml 水溶液，溶解 20g 糖比溶解 10g 糖的折射率明显更高。这一关系在蔗糖、酒精、酸碱、电解液等绝大多数工业溶液中均已得到充分验证。
PS7110 的工作过程如下图所示：LED 光源 发出的稳定单色光经光路光纤导入 蓝宝石棱镜，到达棱镜与液体物料的接触面后，根据接触面处液体折射率的不同，一部分光被全反射回棱镜另一侧，而全反射光的位置由临界角决定。CCD 阵列 精确检测全反射光线在亮 / 暗分界处的位置——每一个位置对应着一个唯一的折射率，再经过内置温度传感器的补偿运算，即可得到准确的浓度读数。
在工艺现场，由于 PS7110 仅依赖光的几何位置（即 CCD 上亮暗分界点）来推导浓度，所以即使液体含有大量气泡、悬浮颗粒、强色或浑浊状态，也不会影响测量结果——这是折光式与一般光学透射式仪表的本质差别：
图 1 PS7110 全相隔离折光测量原理：颗粒、气泡、颜色、浊度均不干扰浓度读数
→ 液体浓度越高，折射率越大，全反射临界角发生偏移，CCD 上亮暗分界点的位置随之改变；浓度信号由“光的几何位置”直接给出，因此完全不受介质颜色、浊度、气泡、流速及压力波动的影响。
核心技术优势Core Advantages
序号 | 关键技术 / 特性 | 客户价值 |
1 | 光学全反射临界角原理 | 无机械动作、无试剂耗材、棱镜全平面结构，确保长期稳定与免维护 |
2 | 全相隔离测量 | 不受待测物料颜色、浊度、粘度、气泡、固体杂质、结晶体的影响 |
3 | 工况免疫 | 不受液体压力变化、流量突变、湍流现象影响，输出连续稳定 |
4 | 光学级蓝宝石棱镜 | 莫氏硬度 9，耐酸碱腐蚀、抗划伤，使用寿命可达数年以上 |
5 | 高精度与高分辨率 | 测量精度 ±0.5%，重复性 ±0.2%，分辨率 0.00002 RI / 0.02 Brix |
6 | 宽量程自由标定 | 0~100% 全量程，可针对客户特定溶液标定为某段 Brix / RI / 浓度量程 |
7 | 蓝牙 + 安卓 APP | 手机一键查看浓度、温度、折射率、故障码、一键校零等参数 |
8 | 多模信号输出 | 4-20mA × 1 路 + RS-485（MODBUS-RTU）+ 2 路开关量信号输出 |
9 | 丰富过程接口 | 卫生卡盘、法兰、小管径、三通自冲洗等多种适配器，灵活接入工艺管道 |
10 | 选配自动清洗组件 | 可选 CYR-Wiper 气动刷，自动清除棱镜表面油膜或结垢，运行不停机 |
11 | 内置报警 | 支持高 / 低浓度报警与开关量输出，可联锁工艺设备进行自动控制 |
12 | 防爆 / 一体化设计 | 可选 Ex d ⅡC T6 Gb 防爆型号；探头与变送器一体化，IP65 工业防护 |
与传统方案对比Why PS7110
面对工艺浓度在线监测的痛点——实验室离线滞后、透射式仪表受颜色 / 浊度影响、气泡导致信号丢失、清洗维护成本高——PS7110 凭借折光临界角原理与蓝宝石棱镜的全平面结构，在抗干扰能力、实时性与维护成本三大维度实现全面超越：
对比维度 | 实验室阿贝折射仪 | 光学透射 / 比色法 | PS7110 在线折光 |
测量方式 | 离线人工取样 | 穿透式光强测量 | 在线全反射临界角 |
实时性 | 滞后大、数据点稀 | 在线、但易漂移 | 实时连续、即测即得 |
颜色 / 浊度干扰 | 需澄清样品 | 受影响明显 | 完全不干扰 |
气泡 / 结晶干扰 | 需脱气过滤 | 信号丢失或偏差 | 不干扰、无信号丢失 |
维护成本 | 人工成本高 | 需频繁清洗 / 校准 | 免维护、可选自动清洗 |
全寿命周期成本 | 高 | 中等 | 明显更优 |
典型应用场景Typical Applications
- 脱硝行业 氨水浓度在线监测（0~30%），精准控制 SCR / SNCR 喷氨量
- 食品饮料 葡萄汁、番茄汁、果糖浆、植物油及软饮料 Brix 浓度在线检测；奶制品乳固形物含量监测
- 酒业 / 制药 白酒 / 啤酒 / 葡萄酒发酵在线品控；中药提取液浓缩、酒精回收浓度连续监测
- 化工 尿素、清洁剂、乙二醇、酸碱及聚合物溶液密度 / 浓度在线测量
- 电池行业 氢氧化锂、电解液、硫酸溶液浓度精确控制
- 造纸 / 矿物 碱液回收浓度监测；黏土、碳酸盐、硅酸盐悬浮液浓度测量
- 石化炼化 石油、炼油、调油过程的实时折射率监测，辅助配比与切换控制
- 生物制药 采矿盐水、钾碱、生物发酵液在线浓度监测
介质适用性参考Wetted Material Compatibility
根据被测液体的化学性质与浓度，PS7110 提供 SUS316L、哈氏合金 C-276、钛合金、锆、PTFE 等多种接液材质可选，下表为常见介质材质适用性建议（非详尽列表，特殊工况请联系工程师评估）：
类别 | 名称 | 分子式 | 浓度 (%) | 316L | 哈氏合金 | 钛合金 | 锆 | PTFE |
酸 | 盐酸（不含氢氟酸） | HCl | 0–40 | × | ○ | × | ☆ | ☆ |
硫酸 | H₂SO₄ | 0–50 | ○ | ☆ | ○ | ☆ | ☆ | |
硫酸 | H₂SO₄ | 50–75 | × | ○ | × | ○ | ☆ | |
硫酸 | H₂SO₄ | 75–98 | ○ | ☆ | ○ | ○ | ☆ | |
硝酸 | HNO₃ | 0–100 | ○ | ○ | ○ | ○ | ☆ | |
磷酸 | H₃PO₄ | 0–98 | × | × | × | × | ☆ | |
碱 | 氢氧化钠 | NaOH | 0–50 | ☆ | ☆ | ☆ | ○ | ☆ |
氢氧化钾 | KOH | 0–50 | ☆ | ☆ | ☆ | ○ | ☆ | |
氢氧化钙 | Ca(OH)₂ | 0–50 | ☆ | ☆ | ☆ | ○ | ☆ | |
盐 | 氯化钠 | NaCl | 0–50 | × | ☆ | ☆ | ☆ | ☆ |
氯化铵 | NH₄Cl | 0–50 | × | ☆ | ☆ | ☆ | ☆ | |
硫酸铵 | (NH₄)₂SO₄ | 0–50 | × | ☆ | ☆ | ☆ | ☆ | |
其它 | 尿素 | (NH₂)₂CO | 0–100 | ☆ | ☆ | ○ | ☆ | ☆ |
次氯酸钠 | NaOCl | 0–16 | × | ○ | × | ☆ | ☆ | |
过氧化氢 | H₂O₂ | 0–90 | ☆ | ☆ | ○ | ☆ | ☆ |
☆ 推荐 ○ 在特定浓度和温度限制下使用 × 不建议使用
技术参数一览Technical Specifications
项目 | 规格参数 |
产品型号 | PS7110 系列在线折光浓度计 |
测量项目 | 折射率（RI）、温度、Brix（或自定义浓度标度） |
测量范围 | 1.3200 ~ 1.3920 RI / 0.0 ~ 35.0 % Brix（标配）/ 0~100% 自由标定 |
测量精度 | ± 0.5%（浓度） ;± 0.00017 RI / ± 0.15 Brix |
重复性 | ± 0.2% |
分辨率 | 0.00002 RI / 0.02 Brix |
温度系数（已校正） | 0.001 % / ℃ |
压力影响 | 已校正，可忽略不计 |
温度补偿范围 | 5 ~ 70 ℃（内置温度芯片） |
过程温度 | –10 ℃ ~ +60 ℃（高温型可达 +70 ℃） |
环境温度 | –10 ℃ ~ +45 ℃ |
最大工作压力 | 0.8 MPa（实际值受过程接口额定值限制 ≤ 1 MPa） |
试验压力 | 最大工作压力的 1.5 倍 |
液体粘度 | ≤ 500 cP |
流速要求 | ≥ 1.5 m/s（推荐，避免棱镜表面附着） |
棱镜材质 | 光学级蓝宝石 |
接液材质 | SUS316L、聚四氟乙烯（PTFE）；可选哈氏合金 C-276、钛、锆、2205 双相钢 |
外壳材质 | 铝合金 / SUS304 / SUS316（可选） |
显示参数 | 样品浓度、样品温度、折射率、主板温度、主板湿度 |
数据交互 | 蓝牙通讯模组 + 安卓手机端 APP |
输入电源 | DC 24V，50 mA |
信号输出 | 4 ~ 20 mA + RS-485（MODBUS-RTU）+ 2 路开关量信号输出 |
接线方式 | 四线制 |
防护等级 | IP65 |
防爆等级 | Ex d ⅡC T6 Gb（可选） |
过程连接 | 卫生卡盘 / DN80 法兰 / 3.5″ 卡箍 / 小管径适配器（304、316L 等） |
清洗选项 | CYR-Wiper 气动刷自动清洗组件（选配） |
其它功能 | 故障码提示、一键校零、恢复出厂设置 |
外形尺寸 | Ø 109 × 77 mm |
整机重量 | 约 1.15 kg |
产品选型Product Configuration
订货编码格式：
PS7110 ─ [测量介质] ─ [测量量程] ─ [插入长度] ─ [过程接口] ─ [接液材质] ─ [清洗装置] ─ [防护等级] ─ [附件]
选型字段 | 代码 | 说明 |
测量介质 | A / B / C / D / E / X | A=氨水 B=尿素 C=DMF D=元明粉 E=氢氧化钠 X=其它（订货时注明） |
测量量程 | R1 / R2 / RX | R1=0~40% R2=0~100%RX=其它（订货时注明） |
插入长度 | L1 / LX | L1=75 mm LX=其它（订货时注明） |
过程接口 | A / B / X | A=DN80 法兰B=3.5″ 卫生卡箍X=其它规格 |
接液材质 | 1 / 2 / 3 / 4 / X | 1=316L 2=哈氏合金 C-276 3=钛 4=PTFE X=其它 |
清洗装置 | N / C | N=无清洗装置C=带 CYR-Wiper 气动刷自动清洗 |
防护 / 防爆 | P0 / P1 | P0=IP65 标准型P1=Ex d ⅡC T6 Gb 防爆型 |
附件 | F0 / F1 / F2 / F3 / F4 / X | F0=无附件F1=直三通F2=转角三通F3=90° 自冲洗F4=三阀带冲洗X=其它 |
订货示例：PS7110-A-R1-L1-B-1-N-P0-F1 → 测量氨水（0~40%）、插入长度 75 mm、3.5″ 卫生卡箍、316L 接液、无清洗、IP65、直三通安装。 |
Optical Precision· Real-Time Concentration
※ 如需定制非标量程、特殊接液材质、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。
