[发明专利]一种蒸汽计量装置

权利要求书

1.一种蒸汽计量装置，包括压力传感器、流量测量传感器、温度传感器、干度传感器和在线显示仪表，其特征在于压力传感器安装在流量测量传感器上游，压力传感器信号线与在线显示仪表连接；

流量传感器安装在湿蒸汽干度传感器上游，流量测量传感器通过流量传感器信号线与在线显示仪表连接；

所述干度传感器包括内管体、外管体和平行板电极电容传感器，温度传感器设置在内管体内，外管体前后端通过连接法兰固定在被测湿蒸汽管道上；

接地电极与干度传感器的外管体相连为电容传感器的一个极板，测量极导线与干度传感器的内管体相连为电容传感器的另一个极板；接地电极与大地相连，测量极导线与测量电路相连；

所述外管体内壁具有向中部延伸的第一平行板电极，内管体外壁具有向外侧延伸的与第一平行板电极相对应的第二平行板电极；

所述平行板电极的组合为多个沿管体周向均布；

所述外管体上设置有引流孔；

所述干度测量电路包括TLV2372ID芯片U2A、U2B，U2B的7脚分别与BAT54S管D1的3脚、U2B的6脚相连，D1的1脚分别与电容C3一端、BAT54S管D2的2脚相连，电容C3另一端接H1；

D2的1脚分别与电容C4一端、D1的2脚相连，电容C4另一端接DGND；

D2的3脚分别与U2B的5脚、U2A的2脚、电阻R2一端相连，电阻R2另一端分别与电阻R3一端、U2A的1脚相连，电阻R3另一端分别与电阻R4一端、U2A的3脚相连，电阻R4另一端接DGND；

所述线显示仪表包括信号处理部分和MCU，信号处理部分的检测信号输入端口分别与压力传感器、流量测量传感器、温度传感器、干度传感器相连，信号处理部分的信号输出端口与MCU的信号输入端口相连，MCU与显示器相连；

所述MCU采用EFM32LG380F256芯片U1；

干度传感器也可直接做成插入式，在外管体上增加引流孔，管道内湿蒸汽通过小孔进入传感器电容极板内，通过下侧流出，实现湿蒸汽干度的实时准确计量；

传感器电极接入干度测量电路的H1和G1端，C3和C5为隔离电容，C4为参考电容；将传感器的电容变化值转变成PWM波进行数字化输出；信号处理电路对输出的PWM波进行分析和处理可得出传感器电容值的变化规律，再根据电容变化与干度的关系，可得出湿蒸汽中的干度值；

所述U1的85脚接521光耦U4的4脚，U4的4脚通过电阻R7接3.3V端，U4的3脚接DGND端，U4的1脚通过电阻R8接485-5V端，U4的2脚接MAX485芯片IC1的1脚；

U1的81脚通过电阻R10接521光耦U5的2脚，U5的1脚接3.3V端，U5的4脚接485-5V端，U5的3脚分别与电阻R11、IC1的2脚、IC1的3脚相连；

U1的84脚通过电阻R17接521光耦U6的2脚，U6的1脚接3.3V端，U6的4脚分别与电阻R16一端、IC1的4脚相连，电阻R16另一端接485-5V端，U6的3脚接485_GND端；

IC1的5脚通过电阻R15分别与IC1的7脚、电阻R12一端相连，IC1的6脚分别与电阻R9一端、电阻R14一端相连，电阻R9另一端接IC1的8脚，电阻R12另一端分别与电阻R13一端、二极管D3阳极、485up端相连，电阻R13另一端分别与电阻R14另一端、二极管D4阳极、485down端相连，二极管D4阴极接二极管D3阴极；

平行板电极的组合为六组；

电流输出电路用于将计算得出的流量信号，通过4-20mA的信号方式传递给上位机；电流输出电路包括电阻R22，R22一端与CEX0相连，R22另一端与光耦OP1的1脚相连，OP1的2脚接DGND，OP1的6脚通过电阻R18分别与OP1的4脚、NPN三极管Q3的集电极相连，Q3的发射极通过电阻R25分别与电容C18一端、NPN三极管Q4发射极、运算放大器U3的负极、稳压二极管D6的正极、电容Cc1负极、4-20down相连，C18另一端分别与Q3的基极、稳压二极管D7的阴极、电阻R20一端相连，D7阳极分别与Q4的集电极和基极相连；

OP1的5脚分别与电阻R19一端、U3A的3脚相连，U3A的2脚分别与U3A的1脚、电阻R24一端相连，R24另一端分别与电容Cu-3负极、U3B的5脚相连，U3B的6脚分别与电阻R21一端、PNP三极管Q1的发射极、NPN三极管Q2的集电极相连，R21另一端分别与R19另一端、R20另一端、Cu-3正极、稳压二极管D5阳极相连，D5阴极分别与U3A的正极、D6的阴极、Cc1正极、24vos相连，Q2的发射极接4-20up，Q2的基极接Q1的集电极；

信号处理部分包括温压测量电路和流量测量电路；温压测量电路包括运算放大器U1A、U2A和三端稳压块TL1、TL2，压力变送器P1的1脚通过保险丝F1接TL1的1脚，TL1的2脚分别与P1的2脚、电阻Rc1一端、DGND、电容C6一端相连，Rc1另一端分别与TL1的3脚、C6另一端、U1A的3脚相连，U1A的2脚分别与U1A的1脚、U1B的46脚相连；

温度变送器P2的1脚通过保险丝F2接TL2的2脚，TL2的2脚分别与P2的2脚、电阻Rc2一端、DGND、电容C7一端相连，Rc2另一端分别与TL2的3脚、C7另一端、U2A的3脚相连，U2A的2脚分别与U2A的1脚、U1B的47脚相连。