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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(nèi)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(nèi)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(zhì)的性質(zhì)，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(chǎn)的有毒有害場合平衡容器內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)層容室的水溫基本相等，因而可以減少由于溫度不同所產(chǎn)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(nèi)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(nèi)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(nèi)層容器內(nèi)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(nèi)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(nèi)層容室與差壓變送器高壓側連接。此時H、L之間產(chǎn)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(zhì)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(nèi)層容室水位的高度了，即△P=ρ1Hg 。

 

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