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差壓式液位計都會用到平衡容器，但有的使用者對其不太了解，尤其是搞不清楚雙室平衡容器的內部結構，而影響了使用。差壓式液位計是基于液體靜壓平衡原理工作的，平衡容器實際上是一個“液位--差壓”轉換器。其作用是造成個恒定的液體靜壓力，使之與被測液位形成的液體靜壓力相比較，輸出二者之差。平衡容器實際上就是個冷凝器，按結構分有單室平衡容器(單層)和雙室平衡容器(雙層)之分。大型鍋爐用的平衡容器結構要復雜些，在此僅介紹工業(yè)鍋爐常用的FP型平衡容器。

單室平衡容器的結構較簡單，如圖所示。測量低壓容器的液位時，當容器內外溫差大，或氣相容易凝結成液體時，如除氧水箱的水位，大多采用單室平衡容器進行測量。測量前應根據(jù)所測介質的性質，把平衡容器的堵頭拆開，灌入冷水或其他液體。對一些化工生產的有毒有害場合平衡容器內裝的是隔離液。

雙室平衡容器的結構如圖所示。測量鍋爐汽包水位采用雙室平衡容器，平衡容器由內外兩層容室構成。平衡器的外層容室與鍋爐汽包的蒸汽相連且充滿了冷凝水；內層容室經(jīng)平衡器下側導壓管與鍋爐汽包的水相連，使用的是連通器原理，所以內層容室水位高度跟隨汽包水位而變化。這樣結構的雙層容器保證了外層容室和內層容室的水溫基本相等，因而可以減少由于溫度不同所產生的測量誤差。
用雙室平衡容器測量鍋爐水位，雙室平衡器的外層容室與鍋爐汽包的蒸汽相連，外層容室內充滿了冷凝水；當外層容室的水面低于平衡器上端導壓管時，靠汽包蒸汽的冷凝水補充，當水面高于平衡器上端導壓管時，水經(jīng)導壓管流入鍋爐汽包，使外層容室水位高度始終保持不變。內層容室經(jīng)平衡器下側導壓管與鍋爐汽包的水相連，其水位高度隨汽包的水位變化而變化。如果蒸汽的壓力、溫度參數(shù)恒定時，差壓變送器的輸出信號僅與鍋爐汽包的水位有關。

對于低壓鍋爐，由于內層容器內水的密度近似等于飽和溫度下水的密度，所以雙室平衡容器內層容器中的水柱高度也就等于汽包中的實際水位高度。由于平衡器外層容室與差壓變送器的低壓側連接，內層容室與差壓變送器高壓側連接。此時H、L之間產生的差壓為△P=Lρl-[ρ2H+（L-H）×ρQ]；由于ρ1=ρ2，故△P=Lρ1-Hρ1-（L-H）ρQ=（L-H）（ρl-ρQ），公式就是“水位--差壓”的轉換關系算式。也就是說用雙室平衡容器測量水位時，其工作原理就是利用液體靜壓力原理，把汽包質量水位轉換成差壓，經(jīng)差壓變送器再將差壓轉換為電流信號送至顯示控制儀表或DCS系統(tǒng)。
要說明的是，為了理解問題方便，上述例子中差壓△P都是指水柱高度，在實際應用中是要將其換算為Pa的，只要再乘上當?shù)氐闹亓铀俣萭即可，即△P=g[（L-H）×（ρl-ρQ)] 。對于許多中、小型工業(yè)鍋爐，由于其飽和蒸汽的壓力不高，所以大多是按ρ1=ρQ來處理的，這時差壓就是內層容室水位的高度了，即△P=ρ1Hg 。

 

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