ALE111-S51 是日本横河电机（YOKOGAWA）涡街流量计产品线中的一款高精度、多变量输出型流量测量仪表。该产品属于过程流量计类别，采用经典的涡街发生原理，不仅能够精确测量液体、气体和蒸汽的体积或质量流量，还可同步测量介质温度与压力，通过内置计算器直接输出经过温压补偿的标准体积流量或质量流量，是实现能源计量、贸易交接和过程控制的可靠核心传感器。
应用场景：
在大型化工厂的蒸汽动力管网中，高压过热蒸汽作为关键能源介质被输送到数十个生产装置。准确的蒸汽计量直接关系到装置间的成本核算、能源效率评估和管网泄漏监测。过去使用未经补偿的涡街流量计或孔板流量计，受蒸汽温度压力波动影响，计量误差常高达5%-8%。通过在总管线和各支管线上部署 YOKOGAWA ALE111-S51，其内置的Pt100温度传感器和压力传感器实时测量工况参数，并依据IAPWS-IF97等国际蒸汽性质标准实时计算焓值和密度，输出精确的质量流量。项目实施后，全厂蒸汽计量误差被控制在1%以内，仅通过精准的能源分摊和泄漏点快速定位，每年就节省了数百万元的蒸汽成本，彻底解决了蒸汽计量“说不清、管不住”的行业顽疾。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | ALE111-S51 |
制造商 | 横河电机 (YOKOGAWA) |
产品类别 | 多变量涡街流量计 (带温压补偿) |
测量原理 | 卡门涡街原理，三角柱发生体 |
测量介质 | 液体、气体、饱和蒸汽、过热蒸汽 |
公称通径 (DN) | 典型范围 DN15 ~ DN300 (具体型号对应) |
精度 | 体积流量：读数值的 ±0.75% (液体)， ±1.0% (气体/蒸汽) |
量程比 | 高达 1:30 (宽量程，适应流量波动大的工况) |
输出信号 | 两路隔离4-20mA DC输出 (可分别对应流量、温度或压力)，脉冲/频率输出，报警触点 |
通信协议 | 支持HART协议 (5/7/8)，可实现远程参数设置、诊断与数据读取 |
过程连接 | 法兰式 (JIS/ANSI/DIN等标准)，材质可选不锈钢/哈氏合金等 |
过程温度范围 | -40°C 至 +260°C (扩展可达+400°C) |
过程压力额定 | 最高可达10MPa (取决于法兰等级) |
供电电源 | 24 VDC (标准两线制或四线制) |
防护等级 | 传感器：IP67； 变送器：IP66/IP67 (防尘防水) |
技术原理与创新价值：
创新点1：一体化多变量传感与动态补偿。 ALE111-S51 的核心突破在于将涡街流量传感单元、高精度铂电阻温度传感器和压阻式压力传感器高度集成于一个坚固的表体内。这种一体化设计消除了分体式安装带来的附加误差和响应延迟。其内置的微处理器运用实时采集的温度、压力数据和内嵌的介质物性数据库，进行在线动态密度补偿（对于气体/蒸汽）或温度补偿（对于液体），直接输出最具工程价值的质量流量或标准状态体积流量，实现了“测量即结果”，极大提升了测量的直接性和可靠性。
创新点2：增强型信号处理与超低流量测量。 采用横河专利的“数字信号处理（DSP）”技术。该技术能有效区分由涡街产生的规则振动信号与由管道振动或流体噪声引起的不规则噪声，即使在低流速或高振动工况下，也能稳定、准确地检测出涡街频率，显著拓宽了实际可用的量程下限，改善了传统涡街流量计在小流量测量时的性能。
创新点3：高可靠性设计与大容量数据记录。 传感部分的三角柱发生体采用精密的铸造或加工工艺，具有优异的稳定性和抗磨损能力。变送器部分采用全焊接密封外壳，坚固耐用。同时，ALE111-S51 具备内置数据记录功能，可循环记录流量、温度、压力的最大值、最小值和平均值，并通过HART通信方便地读取，为过程分析、故障排查和审计追踪提供宝贵的历史数据。
应用案例与行业价值：
在某区域性集中供热公司的热力站改造项目中，需要对输送给各小区的一次网高温热水进行精确能量计量（按吉焦GJ结算），传统的流量计+分体温度计的方案安装复杂且存在测温点代表性不足的问题。
应用流程：在每个热力站的一次网供回水管路上安装 YOKOGAWA ALE111-S51。流量计直接测量供回水体积流量和温度，利用其内置计算功能，根据供回水温差和水的焓值表（已预置），实时计算并输出瞬时热量流量和累计热量。所有数据通过HART上传至站内RTU，再远传至调度中心。
带来的改进：改造后，供热公司与下游物业的贸易结算具备了精确、双方认可的数据基础，纠纷减少了90%以上。同时，调度中心通过对比各站热量数据，能快速识别管网水力失调或保温泄漏问题。技术负责人反馈：“ALE111-S51 的一体化设计让安装和维护变得非常简单，其稳定的测量和直接的热量输出功能，使我们真正实现了‘智慧热网’的精准调度与按需供热，一个采暖季的整体能效提升了约8%。”
相关产品组合方案：
为实现完整的流量测量与管理， ALE111-S51 可与以下产品搭配使用：
流量积算仪/记录仪 (如 YOKOGAWA DX1000系列)：当需要本地显示、批量控制或更复杂计算时，作为二次仪表接收 ALE111-S51 的信号。
过程接口与安全栅：在需要本质安全防爆的应用中，使用隔离式安全栅为 ALE111-S51 供电并隔离信号。
HART通信器/资产管理系统 (如 YOKOGAWA PRM)：用于现场快捷组态、标定、诊断，或进行全厂智能仪表的管理。
截止/隔离阀与前后直管段：为确保测量精度，在流量计前后安装足够长度的直管段，并配备检修用切断阀。
伴热与保温材料 (用于蒸汽测量)：对于蒸汽或易凝结介质，对仪表和管道进行适当保温伴热，防止热量散失或介质凝结影响测量。
过滤器：在介质可能含有杂质的上游管道安装过滤器，保护 ALE111-S51 的涡街发生体免受损伤或堵塞。
压力/温度变送器 (备用或冗余)：在某些超高要求场合，可作为外部参考，与 ALE111-S51 的内置传感器进行交叉校验。
无线适配器：将 ALE111-S51 的HART信号转换为无线传输（如WirelessHART），适用于布线困难的改造项目。
安装维护与全周期支持：
ALE111-S51 的安装需确保足够的前后直管段（通常前10D后5D），并使流量方向与表体箭头一致。其紧凑的一体化设计大大简化了安装和接线工作。通过通用的HART手操器或横河专用FieldMate软件，可轻松完成仪表位号、量程、输出方式、单位等参数设置。
日常维护主要是定期检查仪表零点和外观，对于饱和蒸汽应用，需确保导压管正确疏水。仪表的自诊断功能可通过HART通信访问，报告传感器健康状态、电子部件故障等。
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