其核心在于將液位物理變化轉(zhuǎn)化為光信號變化，再通過電平信號觸發(fā)控制動作，形成“檢測-傳輸-執(zhí)行”的閉環(huán)系統(tǒng)。憑借無機械部件、高精度、強抗干擾性等優(yōu)勢，光電液位傳感器已成為現(xiàn)代液位控制的主流方案。

 

光電液位傳感器通過光反射折射原理實現(xiàn)液位的精確控制，其核心機制可分為工作原理、控制邏輯、技術(shù)優(yōu)勢及典型應(yīng)用四個層面：

 

一、工作原理

 

無液狀態(tài)：傳感器內(nèi)部的近紅外發(fā)光二極管發(fā)射光線，經(jīng)頂部透鏡全反射后，被光敏接收器捕獲，輸出高電平信號（如5V）。此時光線未進入液體，反射路徑完整。

有液狀態(tài)：當(dāng)液體浸沒透鏡時，光線在液面處發(fā)生折射，部分光線進入液體，接收器接收的光強驟降，輸出低電平信號（如0V）。折射角度遵循斯涅爾定律，與液體折射率相關(guān)。

 

信號轉(zhuǎn)換：傳感器將光強變化轉(zhuǎn)化為電平信號，通過TTL兼容數(shù)字接口傳輸至控制單元（如微控制器），實現(xiàn)液位狀態(tài)的數(shù)字化識別。

 

二、控制邏輯

 

水位監(jiān)測：傳感器安裝于水箱預(yù)設(shè)水位點（如高水位、低水位），實時檢測液位變化。例如，在洗碗機中，傳感器可能安裝于進水閥下方和排水泵上方，分別監(jiān)控注水和排水過程。

 

動作觸發(fā)：

 

l 注水控制：當(dāng)水位低于低水位傳感器時，控制單元接收低電平信號，開啟進水閥；水位上升至高水位傳感器時，接收高電平信號，關(guān)閉進水閥。

 

l 排水控制：水位下降至低水位傳感器以下時，觸發(fā)排水泵啟動；若水位持續(xù)過低，可能啟動故障保護（如停止運行并報警）。

 

多級控制：通過傾斜安裝單個傳感器或布置多個傳感器，可實現(xiàn)多點液位監(jiān)測（如高、中、低三級水位），滿足復(fù)雜場景需求。

 

三、技術(shù)優(yōu)勢

 

無機械磨損：無浮球、杠桿等運動部件，避免卡死或磨損問題，壽命長達10年以上，適合高頻使用場景（如洗碗機每日循環(huán)數(shù)十次）。

 

抗干擾性強：

 

l 水質(zhì)適應(yīng)：不受泡沫、油污、水垢影響，例如在含洗滌劑的洗碗機中仍能穩(wěn)定工作。

l 環(huán)境抗性：全密封樹脂澆封結(jié)構(gòu)，耐高溫（200℃）、耐高壓（100bar）、耐強腐蝕，適用于化工、石油等惡劣環(huán)境。

 

高精度與快速響應(yīng)：檢測精度達±1mm，響應(yīng)時間≤20ms，可實時捕捉液位波動，避免溢出或干燒風(fēng)險。

免維護設(shè)計：內(nèi)部元器件樹脂澆封，無需調(diào)試或校準，降低長期使用成本。

 

四、應(yīng)用領(lǐng)域

 

洗碗機：通過高低水位傳感器控制注水和排水，結(jié)合智能算法管理故障保護（如水位異常時停止運行并報警）。

 

熱水器：監(jiān)測水箱液位，防止干燒或溢出。

 

化工儲罐：多點液位傳感器監(jiān)控不同高度液體，避免溢出或泵空轉(zhuǎn)。

 

食品加工：在潔凈液體（如牛奶、飲料）生產(chǎn)中，實現(xiàn)高精度液位控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量。