全反射光纤液位传感器是一种基于光学原理的液位检测装置，通过光在光纤界面的全反射现象变化来感知液位高度。其核心结构组成如下：

1. 光纤探头

  • 核心部件：由单模或多模光纤构成，通常为裸露的纤芯（去除部分包层），直接与待测液体接触。

  • 作用：当光从光纤内部传输到探头时，若探头处于空气中（折射率低），满足全反射条件，光被反射回接收端；当探头浸入液体（折射率较高）时，全反射条件被破坏，光部分透射到液体中，反射光强减弱。

2. 光源模块

  • 组成：LED或激光二极管（波长通常为可见光或近红外波段，如650nm、850nm）。

  • 功能：提供稳定的入射光信号，通过耦合器注入光纤。

3. 光电检测模块

  • 组成：光电二极管（PIN-PD）或光电探测器。

  • 功能：接收反射光信号并转换为电信号，通过强度变化判断液位。

4. 信号处理单元

  • 组成：放大器、滤波器、模数转换器（ADC）及微处理器。

  • 功能：处理光电信号，通过阈值判断或算法确定液位位置，输出开关量或连续量信号。

5. 耦合器与连接器

  • 光纤耦合器：分光或合光，用于光源输入和反射光输出。

  • 机械接口：确保光纤与光源、探测器的稳定连接，避免光损耗。

6. 保护结构

  • 护套/封装：耐腐蚀材料（如不锈钢、PTFE）包裹探头，适应高温、高压或腐蚀性环境。

  • 抗干扰设计：屏蔽电磁干扰，减少环境光影响。

可选扩展组件

  • 多探头阵列：多个光纤探头沿液位高度分布，实现多点检测或连续液位测量。

  • 温度补偿模块：消除温度对光纤折射率及光强的影响。

  • 通信接口：RS485、4-20mA输出或无线传输，集成到控制系统。

工作原理简述

当液位上升至探头位置时，光纤与液体界面折射率差减小，全反射条件被破坏，反射光强显著降低。通过检测光强突变点即可确定液位高度。该传感器适用于易燃、易爆或强腐蚀环境，因无电信号直接接触液体，安全性高。

如需更详细的技术参数或应用案例，可进一步说明具体需求。