《低介電常數液體測量，不適用於雷達液位計》。 不經意間，我們總是聽到這樣的話。 其實剛入行的時候，我也是這麼想的。 時間長了，了解多了，才發現這種說法有點片面。 讓我們詳細討論一下。
什麼是介電常數?
介電常數是反映壓電智能材料電介質在靜電場作用下介電特性或極化特性的主要參數。 通常用ε表示。
壓電元件的不同應用對壓電智能材料的介電常數有不同的要求。
當壓電智能材料的形狀和尺寸確定時。 介電常數 ε 是通過測量壓電智能材料的本徵電容 CP 來確定的。
常用介電常數表
| 氣 | 溫度(℃) | 相對介電常數 | 液體 | 溫度(℃) | 相對介電常數 |
| 水蒸氣 | 140~150 | 1.00785 | 固體氨 | -90 | 4.01 |
| 氣態溴 | 180 | 1.0128 | 固體醋酸 | 2 | 4.1 |
| 氦 | 0 | 1 | 石蠟 | -5 | 2.0~2.1 |
| 氫 | 0 | 1.00026 | 聚苯乙烯 | 20 | 24~2.6 |
| 氧 | 0 | 1.00051 | 無線陶瓷 | 16 | 6~6.5 |
| 氮 | 0 | 1.00058 | 超高頻瓷 | 7~8.5 | |
| 氬氣 | 0 | 1.00056 | 二氧化鋇 | 106 | |
| 氣態汞 | 400 | 1.00074 | 橡膠 | 2~3 | |
| 空運 | 0 | 1 | 硬橡膠 | 4.3 | |
| 硫化氫 | 0 | 1.004 | 纸品 | 2.5 | |
| 真空 | 20 | 1 | 干沙 | 2.5 | |
| 醚 | 0 | 4.335 | 15%水濕砂 | 約9 | |
| 液態二氧化碳 | 20 | 1.585 | 木 | 2~8 | |
| 甲醇 | 20 | 33.7 | 琥珀 | 2.8 | |
| 乙醇 | 16.3 | 25.7 | 冰 | 2.8 | |
| 水蒸氣 | 14 | 81.5 | 蟲膠 | 3~4 | |
| 液氨 | -270.8 | 16.2 | 賽璐珞 | 3.3 | |
| 液氦 | -253 | 1.058 | 玻璃 | 4~11 | |
| 液態氫 | -182 | 1.22 | 黃磷 | 4.1 | |
| 液氧 | -185 | 1.465 | 硫 | 4.2 | |
| 液氮 | 0 | 2.28 | 碳（鑽石） | 5.5`16.5 | |
| 液氯 | 20 | 1.9 | 雲母 | 6~8 | |
| 煤油 | 20 | 2~4 | 花崗岩 | 7~9 | |
| 松節油 | 2.2 | 大理石 | 8.3 | ||
| 苯 | 2.283 | 鹽 | 6.2 | ||
| 畫 | 3.5 | 氧化鈹 | 7.5 | ||
| 甘油 | 45.8 |
常見液體的介電常數
常用溶劑的相對介電常數為室溫下，測試頻率為1KHz。
- H2O（水） 78.5
- HCOOH（甲酸） 58.5
- HCON (CH3) 2 (N,N-二甲基甲酰胺) 36.7
- CH3OH（甲醇） 32.7
- C2H5OH（乙醇） 24.5
- CH3COCH3（丙酮） 20.7
- n-C6H13OH（正己醇） 13.3
- CH3COOH（醋酸或醋酸） 6.15
- C6H6（苯） 2.28
- CCl4（四氯化碳） 2.24
- n-C6H14（正己烷） 1.88
- n-C4H10（4號溶劑） 1.78
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介電常數對導波雷達物位計的影響
從工藝條件來看，被測介質的介電常數作為已知條件在導波雷達的測量中起著非常重要的作用。
根據介電常數的電學性質，大致分為三類：非極性物質（εr<2.8）、弱極性物質（2.8≤εr≤3.6）、極性物質（εr>3.6）。
石油化工廠中的液化石油氣、石油、汽油或其他碳氫化合物，以及石油化工產品，1.4≤εr≤4.0。
酒精、有機溶劑、油水混合物等，4.0≤εr≤10.0。
導電液體，如水基溶液、稀酸和稀鹼，εr>10.0。
導波雷達液位計可以測量氣/液、氣/固、液/液兩相界面。
非常適合測量液體/液體界面，例如油水界面。
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導波雷達液位計發射低能脈衝微波，以光速沿探頭向下傳送。 在探頭與介質的界面處，相當一部分微波能量通過探頭反射回發射器，接收第一回波信號。
一定比例的脈衝將繼續沿探頭向下，穿過上層低介電常數介質，直到在下層介質表面反射，發射器接收到二次回波。
測量邊界，上層介質的最小厚度為10-20厘米，這樣兩種液體的迴聲就可以區分。 上電介質的最大厚度取決於它的介電常數。
上層液體介電常數較低，要求上層與下層液體介電常數之差大於10，且上層介質εr<3，下層介質εr>20。 只有這樣才能獲得明顯的反光效果。 可同時測量液位和界面。
介質的介電常數越小，反射信號的幅度越大。 對於介電常數較低（1.2≤εr≤2.5）的介質，粉狀或揮發性介質可選用導波雷達液位計。
有些物質在氣相中阻礙或吸收電磁波，也有在氣相中削弱電磁波的物質。 例如灰塵、高導電率的粉末（石墨、鐵合金等）或揮發性介質。 例如，介電常數為 液氨 是在室溫25℃下。 為14.9，為導電介質，可有效測量。
先進的導波雷達物位計特別適用於測量各種粉末。 以及由渦流引起的液面傾斜的液體。
由於反射波不依賴於“平坦”表面來反射回波，微波安全傳輸使介質表面狀況受到的影響較小。 擾動的液面或泡沫的形成，以及不同的曲面或爐出口不會影響測量。 因此導波雷達液位計在湍流情況下也有很好的測量效果。
從測量範圍來看，介電常數越高的介質反射性能越好，適用於更遠的測量範圍。 導波雷達液位計採用兩線製迴路供電，24V（直流）或220V（交流）液位變送器，能耗低，滿足控制液位工藝要求。
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介電常數對雷達物位計的影響
雷達物位計採用發射-反射-接收原理。 雷達物位計的天線發射電磁波。 這些電磁波被被測物體表面反射，然後被天線接收。 從發射到接收電磁波的時間與到液體表面的距離成正比。
在雷達物位計的測量中，被測介質需要提供足夠的雷達反射信號。 一般來說，介電常數越高，反射信號越強。 距離目標越遠，需要的反射強度就越大。 為了有足夠的信號返回雷達發射機。
當 雷達波到達液面 表面並被反射。 雷達波將被吸收和衰減。 當衰減太大時，雷達液位計將接收不到足夠的信號，導致測量不准確。 這是被測介質的介電常數。 雷達液位計測量的影響。
從這個角度來看，介電常數對雷達物位計的測量是有影響的。 不過，這個問題已經得到很好的解決。
雷達液位計還可以進行界面測量，尤其是油水界面。
原理：在測量界面時，未在上層產品表面反射的部分脈衝將繼續向下到達下層產品表面，然後反射回來。
雷達物位計測量界面時對介電常數的要求如下：
(1) 上位產品的介電常數必須已知，不得更改；
(2) 兩種產品的介電常數之差必須大於6；
(3) 主要用於上層介電常數較低(<3)、下層介電常數較高(>20)的油水液體和水/類水液體的界面。
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