点式光纤液位传感器是一种基于光学原理的液位检测装置，通过光纤传输光信号并利用液位变化引起的光学特性变化（如折射率、反射率等）实现液位定点检测。以下是其主要类型及特点：

1. 全反射型光纤液位传感器

  • 原理：利用光在不同介质（如空气与液体）界面的全反射条件变化。当光纤探头接触液体时，界面折射率改变导致全反射角变化，部分光信号泄漏，接收端光强减弱。

  • 特点：

    • 结构简单，响应快。

    • 适用于透明或半透明液体。

    • 需校准光强阈值以区分液位状态。

2. 折射率匹配型

  • 原理：光纤探头末端填充折射率匹配材料（与待测液体折射率相近）。当探头浸入液体时，折射率匹配导致光信号透射增强，反射光强降低。

  • 特点：

    • 对液体折射率敏感，适合特定介质。

    • 抗污染能力较强，但需定期维护匹配材料。

3. 微弯损耗型

  • 原理：液位压力使光纤局部弯曲（微弯），导致光信号损耗。通过检测损耗变化判断液位。

  • 特点：

    • 适用于高压或腐蚀性环境。

    • 机械结构复杂，需保护光纤免受永久变形。

4. 荧光型光纤液位传感器

  • 原理：光纤探头涂覆荧光材料，液位上升时液体淬灭荧光或改变其特性，通过检测荧光信号变化判断液位。

  • 特点：

    • 高灵敏度，适用于化学液体。

    • 荧光材料可能老化，需定期更换。

5. 光纤布拉格光栅（FBG）型

  • 原理：液位变化引起FBG的应变或温度变化，导致布拉格波长偏移，通过解调波长判断液位。

  • 特点：

    • 抗电磁干扰，适合易燃易爆环境。

    • 成本高，需配套解调设备。

6. 干涉型光纤液位传感器

  • 原理：利用马赫-曾德尔或法布里-珀罗干涉结构，液位变化导致光程差改变，干涉条纹位移。

  • 特点：

    • 精度高，但结构复杂。

    • 适用于实验室或高精度场合。

7. 透射/反射式双光纤探头

  • 原理：发射光纤与接收光纤并列布置，液位变化改变光路透射或反射效率，接收端光强变化。

  • 特点：

    • 结构紧凑，适用于小容器。

    • 易受液体透明度或气泡影响。

选型考虑因素

  • 介质特性：折射率、透明度、腐蚀性。

  • 环境条件：温度、压力、电磁干扰。

  • 精度需求：定点检测或连续测量。

  • 成本与维护：FBG型成本高，全反射型经济但需定期清洁。

以上类型可根据具体应用场景组合或优化，例如在石油化工中常选用FBG型或全反射型，而在生物医药领域可能倾向荧光型。