超声波密度计

一束声波能测出三种东西

把一束超声波打进液体，有三个量会随密度变化：声波在界面上反射回来的比例（声阻抗）、穿过介质后剩下多少能量（声衰减）、以及走完固定距离用了多长时间（声速）。三者都与密度相关，但相关的方式、抗干扰能力和适用介质完全不同——把它们当成一种"超声波密度计"是选型出错的主要原因。

声阻抗法：为含气泡、强磨蚀浆体设计

声阻抗 Z = ρ·c，是密度与声速的乘积。探头发射脉冲，测量它在探头端面与介质界面上的反射系数，由此反推 Z。关键在于：这个测量只发生在探头表面几毫米的范围内，声波不需要穿过整个管道。矿浆里的气泡、粗颗粒、结垢层会把透射式方法的信号吃干净，却动不了界面上的反射——这是声阻抗法能在洗煤煤泥水、脱硫石膏浆液、选矿旋流器溢流这类工况里长期稳定工作的根本原因，也是它替代 Cs-137 放射源密度计最常见的场合。PS7000 走的是这条路线。

代价是它对温度敏感（声速本身随温度变化），所以温度补偿和标定模型是这类仪表的核心竞争力，而不是探头本身。

声衰减法：要的是不动管道

声波穿过介质时能量按指数衰减，衰减系数与固含量相关。因为要"穿过"，衰减法可以做成外贴式——传感器夹在管外，不开孔、不停产、不接触介质。PS7010 是这个方案。它换来的代价同样明确：气泡会造成额外散射衰减，被算成浓度升高；管壁材质、壁厚、耦合状态都进入信号路径。所以外贴式适合"管道不能动"优先于"精度优先"的场合，且介质含气量要低且稳定。

声速法：洁净液体的高精度路线

在单一均质液体里，声速与浓度是一条干净的单值曲线，测时差就能得到很高的分辨率。PS7020 用的是这条路线，面向酸碱浓度、有机溶剂、糖度这类没有固相的介质。一旦介质里出现固体颗粒或气泡，声速法的前提就不成立了——这不是精度下降，是原理失效。

和其他原理怎么比

超声路线最大的优势是非核：没有放射源，就没有辐射安全许可、没有年度检测、没有退役手续，也不需要在设备台账里单独立项。对国内用户，这直接省掉环评与辐射安全许可的整条流程；对海外用户，这意味着不必处理 NRC general license 或 EU BSS 下的源管理与最终处置责任。

相对音叉：音叉在洁净液体里更简单可靠，但叶片会被浆体磨蚀、被纤维缠绕、被结晶挂料，矿浆场合寿命有限。相对科氏力：科氏力精度更高且同时给出流量，但价格与压损随口径快速上升，DN200 以上的矿浆主管基本不考虑。相对差压：差压便宜、原理直白，但依赖稳定液位与稳定管路，且导压管在浆体里易堵。

现场决定成败的三件事

• 测点位置比仪表型号更重要。泵出口立管、满管、无气囊、离弯头有足够直管段——这几条不满足，任何原理都测不准。我们见过读数每十分钟掉一次零的现场，原因是探头正对着一个周期性积气的位置。
• 取样标定。密度计给的是物理量，客户要的是浓度，中间隔着一条与物料相关的换算曲线。开机时按工况取 8–12 组样做基准，比出厂标定重要得多。
• 温度。声速的温度系数不小，温补做得好不好，直接决定夏冬两季读数会不会漂。