在线折光仪简单原理背后的设计挑战

在线折光浓度仪是依据光线折射与全反射来测量介质的浓度。然而，实现从这一简单原理到工业现场长期可靠运行的跨越，其间充满了挑战。

仪表的测量稳定性与准确性，不仅取决于光学器件的初始精度，更受到应用工况中多种干扰因素的考验。

在实际应用中，主要面临三类挑战：被测介质中气泡与固体杂质的干扰、光学棱镜表面的污染附着，以及为应对这些挑战所采取的结构设计与清洗方案的有效性。

工业介质中很少有理想化的纯净溶液，其中混入的气泡、悬浮的固体颗粒、以及液体本身的颜色与浊度，都会对光线造成干扰，导致测量数据失真。

针对这一问题，楚一测控基于多年经验算法，能够抵抗这些干扰，保证输出数据的连续与稳定。

除了上述干扰，光学棱镜表面的污染是影响长期稳定性的主要问题。工艺介质中的杂质会在棱镜表面逐渐累积，形成污染层，改变光的折射条件，从而引起测量值的缓慢漂移。因此，仪表的长期准确性，很大程度上取决于其抵抗污染和保持窗口清洁的能力。

在此背景下，检测棱镜的结构设计成为决定抗污性能的关键。市场上部分设备采用带有凹槽或曲率的异形检测面，这类设计在光学模拟中或许理想，但在面对易结垢的工业介质时，却容易成为污物堆积的“死角”。不仅清洁困难，污染物分布不均还会引入难以补偿的测量误差。

异型检测面

全平面检测面

楚一测控所采用的全平面光学窗口设计，则从物理结构上规避了这一问题。 平面特性最大限度地减少了污物附着的死角，使得日常清洁或自动清洗能够做到彻底高效。这种设计优先考虑了工业现场长期运行的可维护性与稳定性，从源头上降低了污染风险。

当然，仅靠结构设计还不够，若要应对持续不断的污染挑战，及时、有效的清洁能力才是保障长期连续运行的关键。为此，楚一测控针对不同的污染特性，提供了机械刷与超声波两种自动化清洗方案。机械刷清洗通过物理刮拭，强力清除粘性附着物；超声波清洗则利用高频振动产生的空化效应，能够无死角地清除结晶与顽固污垢。这两种方案可根据预设程序自动执行，共同确保光学窗口在测量周期内的洁净，是实现仪表长期免维护或低维护运行的核心技术支撑。

这套从源头预防到主动清洁的系统化设计，其根本意义在于确保仪表在严苛工况下的长期测量稳定性。而这一稳定性，已在多个标杆性的工业项目中得到验证。

2024年5月，在中石化重大课题《折射法在线浓度仪国产化》的验收中，楚一测控的在线硫酸浓度分析仪与国际知名品牌同类产品进行了串联对比测试。测试结果经中石化技术专家团队认定，我司产品在关键性能指标上表现更为出色，圆满完成国产化替代任务。

验收结果表明，楚一测控在线折光浓度仪的测量范围、测量精度与测量稳定性均优于技术协议要求。

蓝宝石

产品的应用广度，不仅体现在大型项目的成功验收，并延伸至多种严苛的工业介质监测。

在湿电子化学品行业，产品已成功应用于氢氟酸（HF）在线浓度监测。

为满足此类强腐蚀介质监测的高要求，仪表的设计与制造遵循国际半导体设备和材料组织（SEMI）的最高等级（G5）标准，采用超纯PFA/PTFE流通池与大面积蓝宝石棱镜等专属配置，确保长期兼容性与测量稳定性。实际应用表明，仪表运行稳定，数据可靠，有效支撑了精密制造工艺的浓度控制。

监控点：氢氟酸在线浓度监测，工艺流程图实拍

氢氟酸在线浓度监测实际应用案例

除了化学兼容性，仪表的长期可靠性还离不开对多变物理环境的适应能力。

楚一测控持坚研发创新，经过行业应用经验积累结合自主研发的算法，使测量结果几乎不受气泡、颗粒物、颜色、浊度的影响。内置自动温度补偿功能，以修正温度波动带来的影响。

仪表可适配从常压罐体到压力管道的各种安装条件。同时，产品支持数据建模，可根据具体工艺需求进行定制化标定，提供更直观、更贴合生产需求的浓度显示与分析。

在线折光仪的原理虽不复杂，但仪表的长期可靠与适应性无法从纸面参数推导，必须经过广泛、长期的现场应用反复验证与迭代。

楚一测控十余年深耕于在线浓度测控领域，只为给您交付一份稳定、可信、经得起时间考验的浓度数据。