10.24-平衡容器水位测量原理.解析
单室平衡容器原理
锅炉汽包水位测量误差分析汽包水位是电厂的主要监控参数之一,正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。
传统的测量方式有：就地双色水位计、电接点水位计、差压式水位计(单室或双室平衡容器补偿式）。
就地水位计、电接点水位计的测量误差受锅炉压力、散热情况、安装形式、实际水位的影响,很难准确计算。
因此高参数、大容量机组多以各种补偿差压水位计作为汽包水位测量的主要仪表,但这种水位计测量误差也同样受到诸多因素的影响.本文通过分析汽包水位计的测量方式和水位测量误差的原因，并对特定工况下汽包水位的测量进行定量计算分析，提出减少水位测量误差的方法和措施.一、就地水位计：就地水位计是安装在锅炉本位上的直读式仪表，是锅炉厂必配的基本设备,大容量机组均采用工业电视远传到集控室监视，一般都配有两套,分别安装在汽包的两端。
就地水位计有玻璃、云母和牛眼之分，工作原理都是连通管原理，连通管原理是：在液体密度相同的条件下，连通管中各个支管的液位均处于同一高度。
就地水位计如图1所示。
式中：h——汽包正常水位距水侧取样的距离,mm△h——水位计中的水位与汽包中水位的差值，mmPs——饱和蒸汽密度，kg/m3Pw——饱和水密度，kg/m3Pa——水位计中水的平均密度，kg/m3Ps’——水位计中蒸汽的密度，kg/m3对就地水位计来说，汽包内的水温是对应压力下的饱和温度,饱和蒸汽通过汽侧取样孔进入水位计,水位计的环境温度远低于蒸汽温度，使蒸汽不断凝结成水，并迫使水位计中多余的水通过水侧取样管流回汽包。
从水和蒸汽的特性表可看出：在常温常压下，汽包和水位计中的水密度是相等的,从式(1）可见，水位计中的水位与汽包内的水位也是相同的，且与h值无关；随着汽压的升高,汽包中的水密度变小，蒸汽密度变大；而就地水位计因散热的影响，水位计中的水密度也变小，但变化幅度不如汽包内水的大；蒸汽密度虽也有增大，但变化幅度没汽包内的大，即Ps是不应等于Ps’的，但其影响只要保温处理的好，可忽略不计，下面的计算均是按Ps=Ps，来进行的；致使水位计中水位和汽包内水位的差值也随之增大,这一差值始终是就地水位计中水位低于汽包水位的主要因素；并且当h值改变时，水位差值也会改变。
平衡容器工作原理
平衡容器的工作原理3.双室平衡容器的工作原理3.1.简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。
为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
3.2.凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
3.3.基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表——差压变送器（后文简称变送器）的正压侧。
基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。
由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。
3.4.溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。
正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。
3.5.连通器倒T 字形连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的负压侧。
毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧，与正压侧的（基准）压力比较以得知汽包中的水位。
它之所以被做成倒T 字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性，防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。
连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致，致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何。
3.6.差压的通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的，即γw =γ`w ，γs =γ`s 。
故而不难得到容器所输出的差压。
平衡容器水位测量原理 PPT
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平衡容器水位测量原理
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单室平衡容器和双室平衡容器的输出差压都为：
pp p L 1 g H g L H g Lg 1 H g
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平衡容器水位测量原理
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结论：
（1）平衡容器的结构一定、密闭容器内压力一定及 ρ1一定 的条件下，平衡容器的输出差压△P与容器水位H成线性关 系。
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平衡容器水位测量原理
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5、零点调整和零点迁移
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平衡容器水位测量原理
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平衡容器水位测量原理
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6、温电#4炉平衡容器式差压液位计的使用
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平衡容器水位测量原理
汽包水位
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（2）汽包水位一般采用单平衡容器的原因
（3）对单室平衡容器的输出信号引入压力和温度校正，即采 用自动补偿运算装置。
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平衡容器水位测量原理
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4、差压式液位测量系统
1.差压式水液测量系统的组成 作用:差压式液位测量系统能把水位信号实时转化为
4～20mA直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保 护。差压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担 保护功能的趋势。许多电厂的汽包、除氧器、高压加热器 和低压加热器的水位高低保护信号均来自差压式水位测量 系统。
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平衡容器水位测量原理
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单室平衡容器
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双室平衡容器
平衡容器水位测量原理
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3.工作原理
通过测量平衡器中的静压力与容器中实际水位的静压力 （随水位升降而变化）的差压值，再通过差压变送器将差 压值转变成电流信号传输到DCS进行水位监视。
双室平衡容器的工作原理
3.双室平衡容器的工作原理3.1.简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。
为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
3.2.凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
3.3.基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表——差压变送器（后文简称变送器）的正压侧。
基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。
由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。
3.4.溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。
正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。
3.5.连通器倒T字形连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的负压侧。
毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧，与正压侧的（基准）压力比较以得知汽包中的水位。
它之所以被做成倒T字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性，防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。
连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致，致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何影响。
3.6.差压的计算通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的，即γw=γ`w，γs=γ`s。
故而不难得到容器所输出的差压。
本文以东方锅炉厂DG670-13.73-8A型锅炉所采用的测量范围为±300mm双室平衡容器为例加以介绍（如图1所示）。
水位计原理
水位计原理水位计是一种用于测量液体水位高度的仪器，它在许多工业和民用领域都有着广泛的应用。
水位计的原理是基于液体静压力的传感器原理，通过测量液体的静压力来确定液体的高度。
本文将详细介绍水位计的原理及其工作原理。
水位计的原理是基于液体的静压力原理。
根据帕斯卡定律，液体在静止状态时，液体的压力是均匀的，且与液体的深度成正比。
因此，我们可以通过测量液体对底部的压力来确定液体的高度。
水位计通常使用压力传感器来测量液体对底部的压力，然后将这个压力值转换成液体的高度。
水位计的工作原理是通过压力传感器来测量液体对底部的压力。
当液体的高度增加时，液体对底部的压力也会增加，压力传感器会将这个压力值转换成电信号。
这个电信号经过放大和处理后，就可以得到液体的高度值。
因此，水位计可以实时准确地测量液体的高度，从而实现对液体水位的监测和控制。
水位计的原理有许多种类型，包括浮子式水位计、压力式水位计、毛细管式水位计等。
每种类型的水位计都有其特定的应用场景和工作原理。
例如，浮子式水位计是通过浮子的浮沉来改变压力传感器的受力情况，从而实现对液体高度的测量；压力式水位计则是通过液体对底部的压力来直接测量液体的高度；毛细管式水位计则是利用毛细管的毛细作用来测量液体的高度。
总之，水位计是一种通过测量液体的静压力来确定液体高度的仪器，其原理是基于液体的静压力原理。
水位计通过压力传感器来测量液体对底部的压力，然后将这个压力值转换成液体的高度。
不同类型的水位计有着不同的工作原理，但它们的基本原理都是基于液体的静压力原理。
水位计在工业生产和民用领域有着广泛的应用，它可以实时准确地监测和控制液体的高度，为生产和生活提供了便利。
平衡容器测量汽包水位及差压变送器反迁的相关问题
平衡容器测量汽包水位及差压变送器反迁的相关问题发布时间：2022-05-07T01:30:31.436Z 来源：《新型城镇化》2021年24期作者：张敏[导读] 火电厂中汽包水位的测量对于保证锅炉、汽轮机等主要设备的安全运行非常重要。
大唐国际张家口发电厂热控车间河北张家口 075133摘要：火电厂中汽包水位的测量对于保证锅炉、汽轮机等主要设备的安全运行非常重要。
在中小型锅炉汽包水位测量中，广泛采用差压水位测量，差压式水位计准确测量汽包水位的关键在于水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器来实现的。
平衡容器大致分为单室平衡容器容器和双室平衡容器，本文主要侧重于分析两种平衡容器测量时的不同，并进一步分析了在设置差压变送器量程时反迁的相关问题。
关键词：汽包水位测量；平衡容器；变送器反迁1、汽包水位测量原理1.1、差压式水位计的测量原理火电厂中汽包水位的测量对于保证锅炉、汽轮机等主要设备的安全运行非常重要。
测量水位方法很多，有就地式水位计，差压式水位计和电接点水位计等等。
在中小型锅炉汽包水位测量中，广泛采用差压式水位计测量水位，差压式水位计是将水位高低信号转换成相应差压信号来实现水位测量的仪表，由平衡容器、差压变送器和显示仪表三部分组成。
差压式水位计准确测量汽包水位的关键在于水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器来实现的。
平衡容器实际上就是水位传感器，其工作原理是造成一个恒定的水静压力，使之与被测水位形成的水静压力相比较,输出二者之差。
1.2、单室平衡容器和双室平衡容器测量水位平衡容器大致分为单室平衡容器和双室平衡容器，如下图，1.2.1、单室平衡容器单室平衡容器利用比较水柱高度差值原理测量水位。
对应于汽包液面水柱的压强与作为参比水柱的压强进行比较,根据其压差转换为汽包的水位。
当汽压和环境温度不变时，差压只是水位的函数。
但当汽包压力变化时，ρ'、ρ''和ρ1都随汽包压力的变化而变化，且ρ1还与平衡容器中过冷水温度有关。
平衡容器工作原理
平衡容器的工作原理3。
双室平衡容器的工作原理3。
1。
简介双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器.为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
3.2.凝汽室理想状态下,来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热,形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
3。
3.基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水,并将凝结水产生的压力导出容器,传向差压测量仪表-—差压变送器（后文简称变送器）的正压侧。
基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。
由于基准杯的杯口高度是固定的,故而称为基准杯。
3。
4。
溢流室溢流室占据了容器的大部分空间,它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管,在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热,确保与汽包中的温度达到一致.正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水. 3.5.连通器倒T 字形连通器，其水平部分一端接入汽包,另一端接入变送器的负压侧。
毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧，与正压侧的（基准）压力比较以得知汽包中的水位。
它之所以被做成倒T 字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性,防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。
连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致，致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何影响.3.6。
差压的计算通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的,即γw =γ`w ，γs =γ`s .故而不难得到容器所输出的差压。
平衡容器水位测量原理.ppt课件
3、一般单、双室平衡容器的存在的问题
1.存在的问题
（1）由于平衡容器的向外散热，凝汽室内凝结水温度由上至
下逐步降低，且温度分布不易确定，因此ρ1很难确定。而且 当平衡容器的环境温度降低时，ρ1会增大，使输出差压增大， 引起水位计指示下降，出现负误差。
（2）密闭容器内压力变化时，会引起ρ1、ρ'、ρ"发生变化， 引起误差。
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3.量程调整 量程调整的目的是使变送器的输出信号的上限值与测量
范围的上限值相对应。量程调整相当于改变变送器的输出特 性曲线的斜率，可以提高测量的准确度。
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6、温电#4炉平衡容器式差压液位计的使用
1.汽包水位 （1）#4炉汽包水位测量使用的是单室平衡容器液位计，
左右两侧各有两个平衡容器。其中右侧两个差压变送器测出 有两个汽包水位信号，而左侧测出一个汽包水位信号。最终 的汽包水位信号是由三个水位信号经汽包压力修正后取中得 到的。
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单室平衡容器和双室平衡容器的输出差压都为：
p p p L1g Hg L H g
Lg1 Hg
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结论： （1）平衡容器的结构一定、密闭容器内压力一定及 ρ1一定
的条件下，平衡容器的输出差压△P与容器水位H成线性关 系。 （2）密闭容器水位 H越高，平衡容器输出差压△P越小。
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（2）对于平衡容器差压式液位计，其变送器的正负压 侧接的都是液相，但是其负压侧的压力是变化的，正 压侧压力是基本恒定的。当变送器输出为4mADC时， 测的是容器的最高液位；而当其输出为20mADC信号 时，测的是容器的最低液位。
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5、零点调整和零点迁移
1.零点调整 零点调整是指在变送器输入信号为零，而输出值不为零
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结论： （1）平衡容器的结构一定、密闭容器内压力一定及 ρ 1一定 的条件下，平衡容器的输出差压△P与容器水位H成线性关 系。 （2）密闭容器水位 H越高，平衡容器输出差压△P越小。
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3、一般单、双室平衡容器的存在的问题
1.存在的问题
（1）由于平衡容器的向外散热，凝汽室内凝结水温度由上至 下逐步降低，且温度分布不易确定，因此ρ 1很难确定。而且 当平衡容器的环境温度降低时，ρ 1会增大，使输出差压增大， 引起水位计指示下降，出现负误差。 （2）密闭容器内压力变化时，会引起ρ 1、ρ '、ρ "发生变化， 引起误差。 （3）差压式液位计中，双室平衡容器机械的部分补偿了压力 对水位测量的影响，在零水位及额定工况下较准确，当偏离 零水位或额定压力时，往往出现过补偿和欠补偿。所以双室 一般用来测小型锅炉的汽包液位或者本身压力变化不大的容 器。单室的平衡容器用来测量大型锅炉的汽包液位或者本身 2018/10/6 10 宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流 压力变化很大的容器。
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单室平衡容器
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双室平衡容器
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3.工作原理
通过测量平衡器中的静压力与容器中实际水位的静压力 （随水位升降而变化）的差压值，再通过差压变送器将差压 值转变成电流信号传输到DCS进行水位监视。 （ 1 ）正压管是从平衡容器中引出，负压管是从密闭容器 水侧连通管中引出。 （2）对于单室平衡容器，其水面高度L是一定的，当水面 要增高时，水便通过汽侧连通管溢流入密闭容器；要降低时， 由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一定时， 正压管压力为定值，负压管与密闭容器连通的，输出压力的 变化反映了容器内水位的变化。对于双室平衡容器，其水面 高度L也是一定的，当水面增高时，其水是通过基准杯溢流至 溢流室；当降低时，基准杯内的水由凝汽室内蒸汽冷凝补充。
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1-平衡容器；2-取源阀门；3-负压阀；4-平衡阀；5-正压阀； 6-三阀组；7-差压变送器；8-压力变送器
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2.液位变送器的输出 （1）对于一般的差压液位变送器，其正压侧接液相，负压 侧接汽相，其正压侧压力是变化的，负压侧压力变化很小。 当变送器输出为 4mADC 时，测的是容器的液位为最低液 位；而当其输出为20mADC信号时，测的是容器的液位为 最高液位。
平衡容器式差压液位计主要是由平衡容器（又称为水位－ 差压转换装置）、压力信号导管和差压计（差压变送器） 三部分组成。
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2、平衡容器的分类及其工作原理
1.采用平衡容器测量高压汽水容器液位的原因
平衡容器是作为测量汽水管路中的压力/差压用的.采用 平衡容器而不是直接用一根/两根引压管来取压是为了防止压 力/差压突变时导致引压管内的液柱随之波动，减小其测量水 位时的误差。
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5、零点调整和零点迁移
1.零点调整
零点调整是指在变送器输入信号为零，而输出值不为零 或者不为下限值时的调整。零点调整使变送器的输出起始点 调整为零或下限点，零点调整的调整量相对比较小。
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4、差压式液位测量系统
1.差压式水液测量系统的组成 作用 : 差压式液位测量系统能把水位信号实时转化为 4 ～ 20mA 直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保 护。差压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担 保护功能的趋势。许多电厂的汽包、除氧器、高压加热器 和低压加热器的水位高低保护信号均来自差压式水位测量 系统。 差压式液位测量系统主要由平衡容器、引压管、取源 阀门、三阀组、差压变送器、压力变送器及DCS等组成。
日期：2015.8.17
主要内容
1、平衡容器式差压液位计的组成 2、平衡容器的分类及其工作原理 3、一般单、双室平衡容器的存在的问题 4、差压式水位测量系统
5、零点调整和零点迁移
6、温电平衡容器式差压液位计的使用
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1、平衡容器式差压液位计的组成
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单室平衡容器和双室平衡容器的输出差压都为：
p p p L1 g H g L H g Lg 1 Hg
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宁器差压式液位计，其变送器的正负压 侧接的都是液相，但是其负压侧的压力是变化的，正 压侧压力是基本恒定的。当变送器输出为4mADC时， 测的是容器的最高液位；而当其输出为20mADC信号 时，测的是容器的最低液位。
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2.平衡容器分类
平衡容器分为单室平衡容器和双室平衡容器。单室平衡 容器本身没有自我补偿能力。双室平衡容器是一种结构巧妙， 具有一定自我补偿能力的水位测量装置。在基准杯的上方有 一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部 分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。
2.减小或消除这些误差的方法：
（1）对于汽包水位测量系统，应采取正确的保温、伴热及防 冻措施，以保证汽包水位测量系统的正常运行及正确性。 对于高低加、除氧器等水位测量系统，根据环境情况，采 取正确的保温、伴热及防冻措施。 （2）改进平衡容器的结构，以得到仅与水位有关的差压值。 比如过去由于差压式水位测量回路不具备压力修正的能力， 而出现了使用多种压力修正功能的平衡容器，如双室平衡 容器、具有加热套的平衡容器、内置式平衡容器等。 （3）对单室平衡容器的输出信号引入压力和温度校正，即采 用自动补偿运算装置。