Диэлектрическая постоянная: ключ к точному измерению уровня

Что показывает значение DK?
Диэлектрическая проницаемость (DK, εr) является одним из основных параметров материала, который влияет на измерение уровня. Она указывает на то, насколько сильно среда влияет на электрическое поле и имеет значение в емкостных методах измерения, а также в отражении сигналов в радиолокационных технологиях (FMCW или TDR).
Значение DK определяет, насколько четко и последовательно создается измерительный сигнал — и, следовательно, насколько надежно можно измерить уровень.

Что подразумевается под диэлектрической константой?
Диэлектрическая проницаемость показывает, насколько хорошо среда может хранить электрическую энергию или поляризоваться в электрическом поле. Она всегда задана относительно вакуума.

Как значение DK влияет на качество сигнала при измерении уровня
Чем выше значение ДК, тем значительнее воздействует электрическое или электромагнитное поле, используемое для измерения уровня.
Это положительно сказывается на:
• Силе сигнала
• Стабильности измерений
• Надежном измерении, несмотря на пыль, пар, внутренние конструкции, трубы или большие расстояния измерения.

Качество сигнала в зависимости значения DK

По мере увеличения значения DK мощность сигнала значительно возрастает — от слабых эхо-сигналов до четко определенных амплитуд

Примеры:
ДК 1,1 → низкий отклик сигнала; измерение возможно, но технически сложно в зависимости от условий процесса;
ДК 3 → заметно более стабильное изменение сигнала или отражение;
ДК 10+ → очень четкие сигналы и высокая надежность измерений даже в сложных условиях.

Бесконтактный радар – сравнение реальных условий
Управляемый радар (TDR) – измерение интерфейса

При идентичном диапазоне измерений вода генерирует значительно более сильное радиолокационное эхо, чем EPS, из-за ее высокого значения DK.
Кривая сигнала показывает два различных эха — уровня и границы раздела, возникающих из-за разных значений DK, например, нефти и воды.

Результат: четкие точки измерения, стабильные процессы и надежное обнаружение — независимо от используемого принципа измерения.

Значения DK типичных материалов из приложений UWT
Многие промышленные среды существенно различаются по своей диэлектрической проницаемости, что напрямую влияет на поведение измерений.

Средний Значение ДК (приблизительно)
Воздух 1,0
Пластиковые гранулы 1,5 – 3
Древесные пеллеты ~ 2
Зерно, кукуруза, соя 2 – 5
Цемент, известь, гипс 3 – 6
Кофе/какао-порошок 2 – 4
Масла 2 – 4
Спирт (этанол) ~ 25
Молоко 50 – 70
Вода ~ 80