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尿素濃度をインライン測定
サンプリング不要、待ち時間なし


LiquiSonic® 配管、タンク、またはバイパス内で水溶液中の尿素含有量を直接測定します。測定値は即座に得られます。調製時、投入時、そして納入品の受入時に確認できます。
超音波方式は、溶液中にガスが混入していても信頼性高く動作し、ガス割合が過大になると通知します。

リアルタイム測定

遅延のない連続監視

メンテナンス不要

可動部や摩耗部品なし

最高精度

厳しい条件下でも高精度測定

運用コスト削減

短い投資回収期間を実現する費用対効果の高いソリューション

尿素溶液(国際的には「Urea」と呼ばれる)、化学的にはカルバミド、すなわち CH の濃度は4N2水中の O は音速によって測定できます。音速は尿素含有量に応じて明確かつ大きく変化し、LiquiSonic®センサーはこれを媒体中で直接測定します。温度補償付きで、サンプリング不要、可動部もありません。

これにより、実務上重要な用途をカバーできます。SCR 用途向けの 32.5% 溶液(AdBlue®、DEF、ISO 22241 に準拠した AUS 32)、通常 40% の排ガス脱硝用試薬溶液、さらに尿素製造由来の高濃度溶液です。溶液が仕様に適合しているかどうかは、数日後の試験報告書ではなく、充填時に分かります。


実務で尿素含有量がしばしばずれる理由

尿素溶液はどれも同じように見えます。透明、無色、低臭です。ロットが 32.5% なのか 29% なのか、タンク内に結露水があったのか、溶解設備で薄く調製されたのかは、液体を見ただけでは分かりません。同時に、含有量の許容範囲は厳しく制限されています。AUS 32 では許容範囲はわずか数十分の数パーセントしかなく、脱硝では NOx 排出量とアンモニアスリップに直接影響します。

含有量が変動する要因

  • 納入品が発注仕様に適合していない
  • 溶解設備で固体と水が正確に計量投入されていない
  • タンク内の残液が新しいロットと混ざる
  • 配管内の洗浄水が最初の数立方メートルを希釈する
  • 析出結晶化した材料が残留溶液を変化させる

その結果生じること

  • タンクローリー納入全体のクレーム対応と返品処理
  • 試薬の過剰投入と回避可能なアンモニアスリップ
  • 投入不足による排出基準超過
  • ノズル、フィルター、定量ポンプでの析出
  • 後から品質を証明できないロット

一般的な検査方法の限界

  • ハンドレフラクトメーター:迅速だがスポット測定で読み取り依存性が高い
  • 密度測定:混入ガスや設置姿勢の影響を受けやすい
  • ラボでの滴定:信頼性は高いが荷受け場での即時判定には遅すぎる
  • 導電率:尿素は解離しないため、信号はむしろ不純物に左右される
  • すべての抜き取り試料は今ではなく昨日の状態を示す

当社のソリューション:LiquiSonic® 尿素回路内で

センサーは溶液中に超音波信号を送信し、あらかじめ定義された距離における伝搬時間を測定します。これにより音速が求まり、同時に測定される温度と組み合わせて尿素含有量が算出されます。

透明な溶液でも濁った溶液でも、同じ結果
音には視線経路が不要です。色、濁り、電気伝導率は測定結果に影響しません。

温度は推定ではなく同時測定
尿素溶液は温度に敏感に反応します。センサーは同じ場所で温度を高精度に測定し、その影響を補正します。

溶液中のガス:高い耐性はあるが無制限ではない
この方式は、混入ガス泡に対して密度ベースの測定よりもはるかに強い耐性があります。ガス泡は受信信号の形状を変化させますが、センサーはそれを一定範囲まで検知して出力できます。ガス割合がさらに増えると、誤った値を出す代わりに測定を不確かとして表示します。

センサーと演算部を分離
信号はデジタル伝送されます。測定点とコントローラーの間は最大 1,000 m 離れていても品質低下がなく、タンクヤードや受渡し設備で実用的です。

設備のオペレーターが現場で確認できること

LiquiSonic® コントローラーは測定点に設置され、中央制御室を介さずに溶液の状態を表示します。納入品の受入検査では、タンクローリーを荷下ろししている間にディスプレイを見るだけで十分です。

許容帯を視覚的に表示
左側のバーが許容範囲を示します。仕様外の値は、数値を比較しなくてもすぐに分かります。

ロット全体の推移
トレンド表示により、受入や調製工程を欠けなく記録し、保存できます。

しきい値に応じて出力切替
濃度が許容帯を外れた場合、それをデジタル出力に割り当てることができ、たとえば受渡し箇所の遮断弁を制御できます。

技術的背景

代替指標ではなく濃度を測定
密度、屈折率、導電率は、含有量を逆算するための補助指標であり、それぞれに固有の外乱要因があります。音速もまた溶液の物理特性

気泡とその影響
ポンプ輸送中、固体が溶解した後、および吸引ポイントでガスが溶液に入ります。超音波は、信号がコヒーレントな液相を通過し続けるため、密度ベースの方法よりもはるかに優れてこの問題に対処します。ガスは信号形式で最初に認識され、これがまさにセンサーが気泡が近づいていることを認識する方法です。一定のガス含有量に達すると、ここでも限界に達します。その後、システムは不正な値を黙って出力するのではなく、これを公然と報告します。

どちらに価値があるのか

タンクに入る前に製品を確認
  • 配達の逸脱は受領時に通知されます
  • 貯蔵タンク内で良好なバッチと不良なバッチが混合しない
  • サプライヤーへの苦情の信頼できる数値
試薬を特別に使用する
  • 目標値ではなく実際の含有量に合わせた投与
  • 不必要な過剰摂取によるアンモニアのスリップが減少
  • アプローチは最初の試行でターゲットに当たります
運用コストの削減
  • 手作業によるサンプルと実験室での分析が大幅に減少
  • 光学面のクリーニングや摩耗部品は不要
  • 工場出荷時の校正は何年も安定した状態を維持します

測定ポイントに合わせた設計

インストール

  • 92 mm ~ 3,000 mm の設置長さの潜水センサー
  • すべての共通のフランジ、ねじ、プロセス接続
  • 大小の断面に対応したパイプアダプター
  • 爆発の可能性があるエリア用のバージョンが利用可能

材料
通常、尿素溶液にはステンレス鋼で十分です。追加のコンポーネントまたは洗浄媒体が必要な場合は、ハステロイおよび PFA、ETFE、または Halar 製のコーティングが利用可能です。

付属成分との混合物
他の成分が既知の狭い制限内に留まっている場合、尿素含有量は引き続き確実に測定されます。 2 番目の塩の隣にある尿素など、担体媒体中の 2 つの物質が変動する場合、これは追加の測定を使用して解決できます。あなたのレシピに基づいてこれを確認します。

概要
測定範囲、達成可能な精度、温度と圧力レベル、および材質は相互に依存しており、個別に決定することはできません。したがって、私たちはお客様と一緒にセンサーを設計し、お客様のプロセスにとって信頼できる値を指定します。

  • 測定原理: 超音波通過時間測定、温度補償、インライン
  • 測定変数: 尿素濃度、音速、温度、気泡などの外乱の兆候
  • インストール: パイプライン、タンク、バイパス、または中継点。用途に応じた長さと接続
  • インターフェース: アナログ出力、制限値のスイッチング出力、Modbus、Profibus、Profinet、Ethernet/IP
  • メンテナンス: メンテナンスフリー、工場での一回限りの校正

尿素が測定される場所

タンクに入る前に製品を確認

ブレンディング設備、充填事業者、タンク保管施設では、32.5%溶液を調製時および受入時に検査します。納入品がAUS‑32仕様の許容範囲から外れている場合、そのことは後で顧客先ではなく受け渡し地点で判明します。

排ガス脱硝、SCRおよびSNCR

発電所、ごみ焼却施設、セメント工場、ガラス工場では、しばしば約40%の試薬溶液を使用します。インライン測定は調製を安定に保ち、実際に制御計算に使用される濃度を薬注制御に提供します。

製造とさらなる加工

肥料および化学プラントでは、蒸発濃縮、中間貯蔵、ブレンド工程で濃度が監視されます。これは、粒状品を液体製品に溶解する際や、樹脂製造用の尿素溶液にも同様に当てはまります。

35年以上にわたり濃度測定を専門としています

SensoTechはマクデブルクで液体向けインライン計測技術を開発・製造しています。LiquiSonic® システムは世界中で、化学、肥料生産、発電技術、半導体製造、食品産業において稼働しています。


35年以上

年の経験

50以上

世界の国々

ISO 9001

品質認証取得


お客様のアプリケーションをご説明ください。技術的な打ち合わせのためにご連絡いたします。
一緒に条件や可能な解決策を明確にします。

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詳細

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よくある質問

納入された尿素溶液が適正でないことはどうすれば分かりますか?

多くの場合、納品書だけを確認している限り分かりません。濃度が低すぎる溶液は見た目では適正なものと区別できず、タンク内容物と混ざってしまった後になって初めて気づくことがよくあります。受け渡し地点でのインライン測定なら、荷下ろしの時点ですでに濃度が分かり、受け入れ可否を判断できます。

尿素溶液はアンモニア水と同じですか?

いいえ。どちらも脱硝で還元剤として使用され、お問い合わせでは同義語のように呼ばれることが多いですが、同じではありません。尿素溶液(Urea、Carbamid、CH4N2Oの水溶液)とアンモニア水(Ammoniumhydroxid、NH4OHの水溶液)は異なる化学物質であり、それぞれ固有の音速曲線を持っています。私たちは実際に使用される媒体に合わせてセンサーを設計します。お客様の現場でどちらを使用しているかをお知らせください。

測定しているのは濃度ですか、それとも密度ですか?

濃度です。密度、屈折率、導電率は回り道です。つまり別の物性を測定し、そこから濃度に換算します。私たちは、尿素溶液では特に濃度への依存性が明確な音速を評価し、濃度を直接出力します。音速は追加の値として利用できます。

この方法はAdBlue®またはAUS 32に適していますか?

はい。32.5%付近の狭い許容範囲こそ、連続測定の有効性が発揮される領域です。代表的な使用箇所は、ブレンディング設備での調製、充填前の検査、タンクローリーまたはIBC受入時の受入検査です。

溶液中に気泡があるとどうなりますか?

ある程度のガス含有量は超音波測定の妨げになりません。この方法は、たとえば密度測定よりも明らかに影響を受けにくいです。気泡は受信信号の形状を変化させるため、センサーはそれを一定程度検出して出力できます。ガス含有量が高くなりすぎると、システムは測定を不確かとして表示します。その場合、もっともらしい値を示すのではなく、明確な判定を返します。

現在は屈折計とラボサンプルで運用しています。何が変わりますか?

どちらも基準としては有用なままですが、唯一の情報源という役割は失います。1日の中の個別の点ではなく、サンプル採取や読み取りを誰が行ったかに依存しない連続した推移が得られます。超音波センサーには、付着物が固着したり曇ったりする光学窓がありません。

脱硝用途の40%でも測定は機能しますか?

はい。音速と尿素濃度の関係は広い範囲で利用できるため、32.5%溶液だけでなく、SCRおよびSNCR設備で一般的なより高い濃度も測定できます。適切な校正データセットはお客様の処方に合わせて設定します。

溶液に他の成分も含まれている場合はどうなりますか?

副成分が既知の狭い範囲内にある限り、尿素濃度は引き続き確実に測定できます。媒体中の2つの成分が互いに独立して変動する場合は、追加の測定量によってそれを分離し、両方の割合を出力できます。どの方式が適切かは、お客様の処方に基づいて判断します。

防爆区域向けの仕様はありますか?

はい。防爆要件のある設備部分向けに、対応

測定値を制御システムや投与量制御に採用できますか?

はい。アナログ出力に加えて、Modbus、Profibus、Profinet、および Ethernet/IP が利用可能です。スイッチング出力に制限値を設定することもできます。たとえば、移行点で逸脱が発生した場合にバルブを閉じることができます。

設置とメンテナンスはどれくらい複雑ですか?

センサーは既存または新規に設置されたプロセス接続を介して設置され、コントローラーに接続されるため、それ以上は何も必要ありません。その後は、メンテナンスは不要になります。摩耗部品、媒体内のシール、定期的な再校正は必要ありません。

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