蒸汽是现代工业中最常用的清洁能源之一,为工业生产提供强大的动力。与此同时,蒸汽中的小水滴会对生产设备产生水蚀,对设备的安全运行构成威胁,直接影响生产效率和收益。因此,蒸汽湿度的在线测量技术的研究具有不容忽视的现实意义。根据工业现场对蒸汽湿度在线测量的高精度、实时性要求,在传统蒸汽湿度测量技术的基础上,提出并实现一套基于拉伐尔喷管的蒸汽湿度在线测量系统。在蒸汽湿度在线测量领域是一次具有创造性的突破。论文对基于拉伐尔喷管的蒸汽湿度在线测量系统的原理进行详细的论述,并构建一套蒸汽湿度在线测量试验系统。对包括拉伐尔喷管、冷凝器、计量泵在内的系统结构进行仿真和设计,完成数据采集与处理子模块、系统控制子模块的设计,应用PID控制技术对系统的控制方法进行了设计与优化,确保系统工作状态按照既定的标准流程进行。另外,搭建一套蒸汽湿度在线测量试验系统的标定装置,产生标准湿度的蒸汽来标定实验结果,有效地提高了系统的测量精度。本文分为四个部分：第一部分,即第一章,阐述了蒸汽湿度在线测量的意义及国内外研究现状,对传统蒸汽湿度测量方法的原理、特点及局限性进行研究,提出基于拉伐尔喷管的蒸汽湿度在线测量系统的研究内容与意义。第二部分,包括第二、三、四章,详述了基于拉伐尔喷管的蒸汽湿度在线测量系统的原理,以质量守恒定律为基本思想,通过大量的公式推导给出蒸汽湿度的计算公式。在此前提下,构建了一套基于拉伐尔喷管蒸汽湿度在线测量试验系统,包括拉伐尔喷管、冷凝器、计量泵以及数据采集模块的设计。通过基于Fluent软件的流体仿真证明了在实验条件下拉伐尔喷管能够处于系统需要的工作状态。完成了器件选型、结构设计及系统调试等工作,实现蒸汽湿度在线测量的基本功能。另外,为了蒸汽湿度在线测量试验系统设计了稳定高效的控制方法,研究了PID控制方法的原理和特点,实现PID控制技术在蒸汽湿度在线测量试验系统控制方法中的应用。第三部分,包括第五、六章,为蒸汽湿度在线测量试验系统的标定实验设计了一套标准装置,详述了标定装置的工作原理、组成结构及搭建方法,并说明了微细雾化喷嘴的造雾原理以及标定装置的使用方法。在标定平台上进行蒸汽湿度在线测量试验系统的标定实验,对实验结果及影响结果的因素进行了分析,证明基于拉伐尔喷管的蒸汽湿度在线测量系统设计的正确性。最后,总结了本文的研究工作和创新点,并提出了进一步的研究方向和目标。