電介質特性

介電常數ε絕緣材料的介電常數是相對介電系數εr 與真空介電系數ε0 的乘積,。

ε = εr ε0

ε0 = 0.08854 Pf / cm = 8.85419?10 －12 F/m
相對介電系數εr
絕緣材料的相對介電系數與電極間充滿絕緣材料的電容器的電容量Cx和真空中電極組的電容量C0有關。
使用下列方程式：
εr = Cx / C0
介電系數是一種絕緣材料極化能力的度量,。
測量原理
電介質的特性通常通過測量電容器電容量的變化來確定,，借以研究用作電介質的各種材料。
測試材料作為電介質放置在兩個電極中間,，電極與材料的表面緊密接觸,。介電系數用測得的電極電容及其幾何尺寸進行計算。

電容物位測量
電容測量原理的工作以電容器為基礎,。交流電流在兩個電極間形成電場,，電容器的特征值電容量C（pF）由下列因數確定：
? 電極的距離（S）
? 電極的表面積（A）
? 電極間材料的介電常數
物位測量的測量電容器由導電的容器壁和在容器中的電容電極組成。如果電容電極固定在容器內,，則電極間的距離及電極的表面積固定不變,。在此情況下，電容只取決于容器中
ε0（電場常數,，真空介電系數）是一個數字常
ε0 ＝ 8.854 pF/
相對介電常數εr（在測量技術中簡寫為dk ）是一個*的材料常數,，它適用于每一種材料，描述電容器在填充了某種材料時與填充空氣時電容量變化的關系,。εr 是一個沒有量綱的數字。無論在什么條件下,，空氣的εr都等于1。假如在填充的過程中,，把探頭與容器壁間的空氣用另一種材料代替，那么電容量始終都增加,。
為了保證探頭電容量變化的量值足夠大,，被測產品的介電常數必須足夠大。介電常數大于2的應用，通常不必加以區(qū)分并易于處理,。測量介電常數小于2的產品,，采取例如應用接地管（借減少極間距離提高探頭的靈敏度）或適當大的探頭等方法，使電容量的變化達到足夠大,。
其它的測量原理偶爾會被用到,。不管怎樣，介電常數都不影響導電材料的測量,。在此情況下,，始終假設電容量的變化足夠大。

微波物位測量
光是電磁頻譜中zui為熟悉的波,，每個人每天都要面對,。微波是電工技術在規(guī)定的頻率范圍內產生的電磁波。物位測量應用微波技術檢測材料的表面,。
微波的物理特性很特別,，幾乎不受氣體的差別的影響。實際上,，在真空中微波的傳輸沒有問題,，高溫、高壓,、結垢和冷凝物的影響也可以忽略,。這些特性使微波技術與其它測量原理相比，是zui常用的測量原理之一,。
微波原理：
基本上,，微波技術原理是一種跟蹤系統，它以很短波長的電磁波工作,。
微波原理也稱為雷達測量,。雷達信息通過發(fā)射器、發(fā)射天線,、目標,、接收天線和接收器組成的通道發(fā)射和接收。發(fā)射器是高頻輸出源,，以波束形式發(fā)射高頻輸出,。高頻輸出只有一部分到達雷達接收器，是漫反射還是全反射,，取決于幾何結構和材料特性,。
微波測量過程是測量傳輸時間的過程。測量儀表測定微波的傳輸時間,，并將其轉換為與物位成比例的0/4 …20 mA信號,。
在無障礙的儲罐內,，微波測量的效果與介電常數為2時一樣。
在管道（旁通/湍流管）內測量,，要求介電常數值為1.4,。

當介質的相對介電常數小到一定值時，雷達波的有效反射信號衰減過大,，導致液位計無法正常工作,，因此被測介質的相對介電常數必須大于產品所要求的一個zui小值。
雷達液位計
　　(1)測量原理
　　利用雷達波測量油罐液位是一項新技術,，雷達液位計無可動部件,，只有天線伸進罐中，故使用維護費用低,。雷達表使用微波,，對液位的測量通常在10GHz附近。雷達波傳導的距離由發(fā)射波與反射波的頻率計算,，油罐相對來說高度不大,，而要求分辨率較高，所以測量反射時間幾乎是不可能的,，解決辦法是改變發(fā)射波的頻率,，測量發(fā)射波與反射波的頻率差，即可計算出雷達波傳輸的距離,。這種液位計盡管與浮子式相比一次性投資高,，但使用費用非常低。
　　(2)溫度,、壓力及物料特性對測量的影響與罐內溫度的關系
　　微波傳播不需要空氣介質,，因此其傳播速率幾乎不受溫度變化的影響。根據測定,，當T=500℃時,，反射時間的變化為002％；T=2000℃時,，反射時間的變化遠小于003％,。因此雷達液位計*適合對高溫介質進行物位測量。
　　(3)與罐內操作壓力的關系
　　微波傳播幾乎不受空氣密度變化的影響,，因此雷達液位計能在真空或受壓狀態(tài)下正常工作,，真空狀態(tài)下微波傳播速率相對空氣狀態(tài)下僅變化0.029％；但當操作壓力高到某一范圍時,，壓力對測量帶來的誤差就不容忽視,。
　　(4)物料特性對測量的影響
　　易揮發(fā)性氣體和惰性氣體對雷達液面計的測量均沒有影響,。但液體介質的相對介電常數,、液體的湍流狀態(tài),、氣泡大小等被測物料特性，對微波信號的衰減,，應引起足夠的重視。當介質的相對介電常數小到一定值時,，雷達波的有效反射信號衰減過大,，導致液位計無法正常工作,，因此被測介質的相對介電常數必須大于產品所要求的一個zui小值,。隨著產品應用經驗的豐富和軟件處理技術的不斷完善，有些產品幾乎不受相對介電常數的影響,，如西門子推出的LR400可以用于相對介電常數為1.5的應用場合,。
　　另外，液體的湍動和泡沫大小對微波有散射和吸收作用,，從而造成對微波信號的衰減,，這將影響液位計的正常工作?？傊?，雷達液位計對于高粘度介質(如瀝青)、有害介質和液面波動劇烈的介質的儲罐,，無疑是一個明智的選擇,。