飽和蒸汽流量計是一種用于測量飽和蒸汽流量的專用儀表，廣泛應用于石油、化工、紡織、供熱等工業領域。其核心功能是精確計量蒸汽的體積流量或質量流量，為企業能源管理和成本核算提供關鍵數據。該流量計基于卡門渦街效應，通過內置的渦街傳感器檢測流體流經三角柱時產生的旋渦頻率。旋渦頻率與流體流速成正比，傳感器將振動信號轉換為電信號，經處理后輸出流速及體積流量數據。部分型號集成溫度、壓力傳感器，可實時補償蒸汽密度變化，直接顯示標準體積或質量流量。
一、傳感器模塊（核心檢測部件）
流速傳感器
渦街流量計：
渦街發生體：置于管道內的三角形或圓柱形障礙物，蒸汽流經時產生卡門渦街現象（交替脫落的漩渦）。
壓電傳感器：檢測漩渦脫落頻率，頻率與流速成正比（公式：f=dSt⋅v，其中St為斯特勞哈爾數，v為流速，d為發生體特征尺寸）。
渦輪流量計：
渦輪轉子：由蒸汽推動旋轉，轉速與流速成正比。
磁電/光電傳感器：檢測轉子葉片通過頻率，轉換為電信號。
差壓流量計（如孔板、噴嘴）：
節流裝置：在管道中安裝孔板或噴嘴，蒸汽流經時產生壓力差（ΔP）。
差壓變送器：測量上下游壓力差，結合伯努利方程計算流速。
溫度傳感器
熱電阻（PT100/PT1000）或熱電偶：測量蒸汽溫度，用于判斷蒸汽是否處于飽和狀態（飽和蒸汽溫度與壓力一一對應）。
作用：若蒸汽超溫或欠溫，可能為過熱蒸汽或濕蒸汽，需調整測量模型或觸發報警。
壓力傳感器
壓阻式/壓電式傳感器：測量蒸汽管道內的靜壓，結合溫度數據計算蒸汽密度（飽和蒸汽密度僅由壓力決定）。
作用：密度補償是質量流量計算的關鍵步驟（質量流量=體積流量×密度）。
二、信號處理與轉換單元
信號調理電路
對傳感器輸出的微弱信號（如渦街頻率、差壓毫伏信號、熱電阻阻值）進行放大、濾波、線性化處理。
例如：渦街流量計的壓電傳感器輸出信號可能僅為幾毫伏，需放大至伏級供后續處理。
模數轉換器（ADC）
將模擬信號（如電壓、電流）轉換為數字信號，便于微處理器處理。
微處理器（MCU）
運行核心算法，完成以下計算：
流速計算：根據傳感器信號（如渦街頻率）計算體積流速。
密度補償：結合溫度、壓力數據查表或通過公式計算飽和蒸汽密度。
質量流量轉換：體積流量×密度=質量流量。
溫壓補償：修正非標準工況下的測量誤差（如壓力波動、溫度偏差）。
三、顯示與輸出模塊
本地顯示
LCD/LED顯示屏：實時顯示瞬時流量、累積流量、溫度、壓力等參數。
操作按鍵：用于參數設置（如量程、報警閾值）、零點校準、單位切換等。
輸出接口
電流信號（420mA）：傳輸至PLC/DCS系統，用于遠程監控和自動化控制。
脈沖信號：用于累積流量計數或與能量計等設備聯動。
數字通信（RS485、Modbus、HART）：支持多參數傳輸和診斷功能（如故障代碼、傳感器狀態）。
報警輸出
繼電器觸點：當流量、溫度或壓力超過設定閾值時，觸發聲光報警或聯鎖停機。
四、結構與防護模塊
流量計本體
管道部分：連接蒸汽管道，材質需與蒸汽工況兼容（如碳鋼、不銹鋼、合金鋼）。
傳感器安裝結構：確保傳感器與蒸汽充分接觸，同時避免高溫損傷（如渦街發生體需耐高溫、耐腐蝕）。
防爆外殼（可選）
用于易燃易爆環境（如化工、石油行業），符合Ex d（隔爆）、Ex i（本質安全）等防爆標準。
保溫/散熱設計
高溫蒸汽：傳感器需配備散熱片或冷卻裝置，防止電子元件過熱失效。
低溫環境：加裝保溫層或電伴熱，防止蒸汽冷凝導致測量誤差。
五、輔助功能模塊
自診斷功能
監測傳感器狀態（如渦街信號強度、差壓變送器零點漂移）、電路故障等，并通過顯示屏或通信接口提示。
數據存儲
內置Flash存儲器記錄歷史數據（如每小時流量、報警事件），支持數據導出和分析。
電源模塊
提供穩定的工作電壓（如24V DC），具備過壓、過流、反接保護功能。
更新時間：2026-01-28 
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