Harnstoffkonzentration inline messen
ohne Probenahme, ohne Wartezeit
ohne Probenahme, ohne Wartezeit
LiquiSonic® bestimmt den Harnstoffgehalt einer wässrigen Lösung direkt in Rohrleitung, Tank oder Bypass. Der Messwert liegt sofort vor: beim Ansetzen, beim Dosieren und bei der Annahme angelieferter Ware.
Das Ultraschallverfahren arbeitet auch dann noch zuverlässig, wenn Gas in der Lösung mitgeführt wird und meldet, wenn der Gasanteil überhand nimmt.
Echtzeit-Messung
Kontinuierliche Überwachung ohne Verzögerung
Wartungsfrei
Keine beweglichen Teile oder Verschleißkomponenten
Höchste Genauigkeit
Präzise Messung auch unter schwierigen Bedingungen
Reduzierte Betriebskosten
Kosteneffiziente Lösung mit kurzer Amortisationszeit
Die Konzentration einer Harnstofflösung (international als "Urea" bezeichnet), chemisch Carbamid beziehungsweise CH4N2O in Wasser, lässt sich über die Schallgeschwindigkeit bestimmen. Sie ändert sich mit dem Harnstoffgehalt eindeutig und stark und ein LiquiSonic®‑Sensor misst sie direkt im Medium - temperaturkompensiert, ohne Probenahme und ohne bewegliche Teile.
Damit werden die praxisrelevanten Fälle abgedeckt: die 32,5 %‑Lösung für SCR‑Anwendungen (AdBlue®, DEF, AUS 32 nach ISO 22241), die typischerweise 40 %‑igen Reagenzlösungen der Rauchgasentstickung und höher konzentrierte Lösungen aus der Harnstoffherstellung. Ob eine Lösung der Spezifikation entspricht, zeigt sich beim Befüllen statt Tage später im Prüfbericht.

Warum der Harnstoffgehalt in der Praxis so oft danebenliegt
Harnstofflösungen sehen alle gleich aus: klar, farblos, geruchsarm. Ob eine Charge 32,5 % oder 29 % enthält, ob im Tank Kondenswasser stand oder ob eine Auflösestation zu dünn angesetzt hat, ist der Flüssigkeit nicht anzusehen. Zugleich ist der Gehalt eng toleriert: Bei AUS 32 liegt das zulässige Fenster nur wenige Zehntelprozent breit und bei der Entstickung entscheidet er direkt über NOx‑Emission und Ammoniakschlupf.
Wo sich der Gehalt verschiebt
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Angelieferte Ware entspricht nicht der bestellten Spezifikation
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Auflösestationen dosieren Feststoff und Wasser nicht exakt aus
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Restmengen im Tank vermischen sich mit einer neuen Charge
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Spülwasser aus Leitungen verdünnt die ersten Kubikmeter
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Auskristallisiertes Material verändert die verbleibende Lösung
Was daraus folgt
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Reklamation und Rückabwicklung ganzer Tankwagenlieferungen
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Überdosierung des Reagenz und vermeidbarer Ammoniakschlupf
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Unterdosierung und damit gerissene Emissionsgrenzwerte
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Ausfällungen in Düsen, Filtern und Dosierpumpen
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Chargen, deren Qualität sich nachträglich nicht mehr belegen lässt
Grenzen der üblichen Prüfmethoden
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Handrefraktometer: schnell, aber punktuell und stark ablesungsabhängig
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Dichtemessung: reagiert empfindlich auf mitgeführtes Gas und Einbaulage
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Titration im Labor: belastbar, aber zu langsam für eine Freigabe an der Rampe
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Leitfähigkeit: Harnstoff dissoziiert nicht, das Signal folgt eher den Verunreinigungen
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Alle Stichproben zeigen den Zustand von gestern, nicht den von jetzt
Unsere Lösung: LiquiSonic® im Harnstoffkreis
Der Sensor sendet ein Ultraschallsignal durch die Lösung und misst dessen Laufzeit über eine fest definierte Strecke. Daraus ergibt sich die Schallgeschwindigkeit und, zusammen mit der gleichzeitig erfassten Temperatur, der Harnstoffgehalt.

Klare Lösung, trübe Lösung, gleiches Ergebnis
Schall braucht keine Sichtlinie. Farbe, Trübung und elektrische Leitfähigkeit spielen für das Messergebnis keine Rolle.
Temperatur wird mitgemessen, nicht geschätzt
Harnstofflösungen reagieren empfindlich auf Temperatur. Der Sensor erfasst sie hochgenau am selben Ort und rechnet ihren Einfluss heraus.
Gas in der Lösung: robust, aber nicht grenzenlos
Mitgeführte Gasblasen verkraftet das Verfahren deutlich besser als dichtebasierte Messungen. Sie verändern die Form des Empfangssignals, was der Sensor bis zu einem gewissen Grad erkennt und ausgibt. Steigt der Gasanteil weiter, weist er die Messung als unsicher aus statt einen falschen Wert zu liefern.
Sensor und Auswertung getrennt
Das Signal wird digital übertragen. Zwischen Messstelle und Controller liegen bis zu 1.000 m, ohne Qualitätsverlust - praktisch bei Tanklagern und Übergabestationen.
Was das Bedienpersonal an der Anlage sieht
Der LiquiSonic® Controller sitzt an der Messstelle und zeigt den Zustand der Lösung ohne Umweg über die Leitwarte. Für die Wareneingangskontrolle genügt ein Blick auf das Display, während der Tankwagen entleert.
Toleranzband sichtbar hinterlegt
Die Balken links markieren den zulässigen Bereich. Ein Wert außerhalb der Spezifikation fällt sofort auf, ohne Zahlenvergleich.
Verlauf über die gesamte Charge
Die Trendansicht dokumentiert die Annahme oder den Ansatzvorgang lückenlos und lässt sich archivieren.
Grenzwert schaltet mit
Verlässt die Konzentration das Band, lässt sich das auf einen digitalen Ausgang legen, etwa auf ein Absperrventil an der Übergabestelle.

Technischer Hintergrund
Konzentration statt Ersatzgröße
Dichte, Brechungsindex und Leitfähigkeit sind Hilfsgrößen, aus denen auf den Gehalt zurückgerechnet wird, jede mit eigenen Störeinflüssen. Die Schallgeschwindigkeit ist ebenfalls eine physikalische Eigenschaft der Lösung, hängt bei Harnstoff aber besonders deutlich vom Gehalt ab. Sender und Empfänger stehen in fester Geometrie zueinander, der Messweg ist bekannt, das Ergebnis absolut und driftfrei. Kalibrierdatensätze für die gängigen Harnstoffkonzentrationen sind hinterlegt; weitere legen wir an.
Gasblasen und ihre Wirkung
Beim Umpumpen, nach dem Auflösen von Feststoff und an Saugstellen gelangt Gas in die Lösung. Ultraschall verkraftet das erheblich besser als dichtebasierte Verfahren, weil das Signal weiterhin durch die zusammenhängende Flüssigphase läuft. Bemerkbar macht sich Gas zuerst in der Signalform und genau daran erkennt der Sensor, dass Blasen unterwegs sind. Ab einem bestimmten Gasanteil ist auch hier eine Grenze erreicht. Dann meldet das System das offen, statt still einen falschen Wert auszugeben.
Was sich damit rechnet
- Abweichende Lieferungen fallen bei der Annahme auf
- Keine Vermischung guter und schlechter Chargen im Lagertank
- Belastbare Zahlen für die Reklamation beim Lieferanten
- Dosierung auf den tatsächlichen Gehalt statt auf den Sollwert
- Weniger Ammoniakschlupf durch unnötige Überdosierung
- Ansatzvorgänge treffen das Ziel beim ersten Versuch
- Deutlich weniger Handproben und Laboranalysen
- Keine Reinigung optischer Flächen, keine Verschleißteile
- Werkskalibrierung bleibt über Jahre stabil
Auslegung für Ihre Messstelle
Einbau
- Tauchsensoren von 92 mm bis 3.000 mm Einbaulänge
- Alle gängigen Flansche, Gewinde und Prozessanschlüsse
- Rohradapter für kleine wie große Querschnitte
- Ausführungen für explosionsgefährdete Bereiche verfügbar
Werkstoffe
Für Harnstofflösungen genügt in aller Regel Edelstahl. Wo zusätzliche Komponenten oder Reinigungsmedien es erfordern, stehen Hastelloy sowie Beschichtungen aus PFA, ETFE oder Halar zur Verfügung.
Gemische mit Begleitkomponenten
Bleiben weitere Bestandteile in bekannten, engen Grenzen, wird der Harnstoffgehalt weiterhin sicher bestimmt. Sind zwei Stoffe im Trägermedium variabel, etwa Harnstoff neben einem zweiten Salz, lässt sich das über zusätzliche Messgrößen auflösen. Wir prüfen das anhand Ihrer Rezeptur.
Kurzüberblick
Messbereich, erreichbare Genauigkeit, Temperatur- und Druckstufe sowie Werkstoff hängen voneinander ab und lassen sich nicht getrennt festlegen. Wir legen den Sensor deshalb gemeinsam mit Ihnen aus und nennen die Werte, die für Ihren Prozess belastbar sind.
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Messprinzip: Ultraschall-Laufzeitmessung, temperaturkompensiert, inline
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Messgrößen: Harnstoffkonzentration, Schallgeschwindigkeit, Temperatur, Hinweis auf Störgrößen wie Gasblasen
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Einbau: Rohrleitung, Tank, Bypass oder Übergabestelle; Länge und Anschluss nach Applikation
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Schnittstellen: Analogausgänge, Schaltausgänge für Grenzwerte, Modbus, Profibus, Profinet, Ethernet/IP
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Wartung: wartungsfrei, einmalige Werkskalibrierung
Wo Harnstoff gemessen wird
Blendinganlagen, Abfüllbetriebe und Tanklager prüfen die 32,5 %‑Lösung beim Ansetzen und bei der Annahme. Weicht eine Lieferung vom Fenster der AUS‑32‑Spezifikation ab, zeigt sich das an der Übergabestelle statt später beim Kunden.
Kraftwerke, Müllverbrennung, Zement- und Glaswerke fahren Reagenzlösungen häufig um 40 %. Die Inline-Messung hält den Ansatz stabil und liefert der Dosierregelung den Gehalt, mit dem sie tatsächlich rechnet.
In Düngemittel- und Chemieanlagen wird der Gehalt in Eindampfung, Zwischenlagerung und Verschnitt verfolgt — ebenso beim Auflösen von Granulat zu Flüssigware und bei Harnstofflösungen für die Harzherstellung.
Seit über 35 Jahren auf Konzentrationsmessung spezialisiert
SensoTech entwickelt und fertigt Inline-Messtechnik für Flüssigkeiten in Magdeburg. LiquiSonic® Systeme arbeiten weltweit in Chemie, Düngemittelproduktion, Kraftwerkstechnik, Halbleiterfertigung und Lebensmittelindustrie.
35+
50+
ISO 9001
Qualitätszertifiziert
Häufig gestellte Fragen
Meist gar nicht, solange nur das Lieferpapier geprüft wird. Eine zu dünne Lösung ist optisch nicht von einer korrekten zu unterscheiden und fällt oft erst auf, wenn sie längst mit dem Tankinhalt vermischt ist. Eine Inline-Messung an der Übergabestelle liefert den Gehalt schon beim Abpumpen und macht die Annahme entscheidbar.
Nein, auch wenn beide in der Entstickung als Reduktionsmittel dienen und in Anfragen oft synonym genannt werden. Harnstofflösung (Urea, Carbamid, CH4N2O in Wasser) und Ammoniakwasser (Ammoniumhydroxid, NH4OH in Wasser) sind unterschiedliche Chemikalien mit eigener Schallgeschwindigkeitskurve. Wir legen den Sensor für das jeweils tatsächlich eingesetzte Medium aus. Nennen Sie uns einfach, welches der beiden es bei Ihnen ist!
Konzentration. Dichte, Brechungsindex und Leitfähigkeit sind Umwege: Man misst eine andere Eigenschaft und rechnet auf den Gehalt zurück. Wir werten die Schallgeschwindigkeit aus, die bei Harnstofflösungen besonders deutlich vom Gehalt abhängt und geben die Konzentration direkt aus. Die Schallgeschwindigkeit steht als zusätzlicher Wert zur Verfügung.
Ja. Das enge Toleranzfenster um 32,5 % ist genau der Bereich, in dem eine kontinuierliche Messung ihren Nutzen zeigt. Typische Einsatzpunkte sind der Ansatz in der Blendinganlage, die Kontrolle vor der Abfüllung und die Wareneingangsprüfung an Tankwagen- oder IBC-Annahme.
Ein gewisser Gasanteil stört die Ultraschallmessung nicht, das Verfahren ist hier deutlich unempfindlicher als etwa eine Dichtemessung. Blasen verändern die Form des empfangenen Signals, wodurch der Sensor sie bis zu einem gewissen Grad erkennt und ausgeben kann. Wird der Gasanteil zu hoch, kennzeichnet das System die Messung als unsicher. Es liefert dann keinen scheinbar plausiblen Wert, sondern eine klare Aussage.
Beide bleiben als Referenz sinnvoll, verlieren aber ihre Rolle als einzige Informationsquelle. Statt einzelner Punkte im Tagesverlauf liegt ein durchgehender Verlauf vor, der nicht davon abhängt, wer die Probe gezogen und abgelesen hat. Optische Fenster, die verkrusten oder beschlagen, gibt es beim Ultraschallsensor nicht.
Ja. Der Zusammenhang zwischen Schallgeschwindigkeit und Harnstoffgehalt ist über einen weiten Bereich nutzbar, sodass sowohl die 32,5 %‑Lösung als auch die in SCR- und SNCR-Anlagen üblichen höheren Konzentrationen erfasst werden. Den passenden Kalibrierdatensatz legen wir auf Ihre Rezeptur aus.
Solange Begleitkomponenten in bekannten, engen Grenzen bleiben, wird der Harnstoffgehalt weiterhin sicher bestimmt. Schwanken zwei Bestandteile im Trägermedium unabhängig voneinander, lässt sich das durch zusätzliche Messgrößen auflösen, sodass beide Anteile ausgegeben werden. Welche Variante passt, entscheiden wir anhand Ihrer Rezeptur.
Ja. Für Anlagenteile mit Ex-Anforderung stehen entsprechende Sensor- und Controller-Ausführungen zur Verfügung; die üblichen Anforderungen können wir bedienen. Welche Ausführung für Ihre Messstelle nötig ist, stimmen wir anhand der Zoneneinteilung Ihrer Anlage ab.
Ja. Neben Analogausgängen stehen Modbus, Profibus, Profinet und Ethernet/IP zur Verfügung. Grenzwerte lassen sich zusätzlich auf Schaltausgänge legen, etwa um bei einer Abweichung an der Übergabestelle ein Ventil zu schließen.
Der Sensor wird über einen vorhandenen oder neu gesetzten Prozessanschluss eingebaut und mit dem Controller verbunden, mehr ist nicht nötig. Danach entfällt die Wartung: keine Verschleißteile, keine Dichtungen im Medium, keine turnusmäßige Nachkalibrierung.




































