全反射光纤液位传感器利用光在不同介质中的反射特性变化来检测液位高度。以下是其工作原理的通俗解释：

1. 基本组成

  • 光源：发出稳定的光信号（如LED或激光）。

  • 光纤探头：一根或多根光纤组成，末端切割成特定角度（如斜面或棱镜形状）。

  • 光探测器：接收反射回来的光信号并转换为电信号。

  • 信号处理器：根据光强变化判断液位状态。

2. 工作原理

  • 探头在空气中（未接触液体）：
    光从光纤进入空气时，由于空气折射率低，光会在光纤端面发生全反射，大部分光被反射回探测器，此时探测器接收到的光信号较强。

  • 探头接触液体时：
    当液位上升并浸没探头，光从光纤进入液体（如水的折射率比空气高），全反射条件被破坏，部分光会折射进入液体，反射回探测器的光强显著减弱。

3. 液位判断

  • 通过监测反射光强的变化：

    • 光强高 → 探头在空气中（液位未到达）。

    • 光强突然降低 → 探头接触液体（液位到达）。

  • 若沿容器高度安装多个探头，可精确确定液位高度。

4. 特点

  • 优点：

    • 无需电力直接接触液体，防爆安全，适合易燃易爆环境。

    • 抗电磁干扰，耐腐蚀，适用于化工、油罐等场景。

    • 响应快，结构简单，寿命长。

  • 缺点：

    • 液体折射率需与光纤匹配，不同液体可能需要校准。

    • 探头污染可能影响精度，需定期清洁。

5. 典型应用

  • 工业储罐（燃油、化学品液位监控）。

  • 医疗设备（输液瓶、生物反应器液位报警）。

  • 食品行业（卫生要求高的液位控制）。

这种传感器通过光信号的变化实现非接触式检测，特别适合高风险或恶劣环境。